國(guó)信證券發(fā)布研究報(bào)告稱，以Chatgpt為代表的AI應(yīng)用正在得到快速發(fā)展，并進(jìn)行著快速迭代，對(duì)應(yīng)算力需求將實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，同時(shí)AI需求下800G光模塊需求有望加速釋放，從產(chǎn)業(yè)鏈角度，除了光模塊環(huán)節(jié)，上游的關(guān)鍵光芯片環(huán)節(jié)也將充分受益，雖然高速光芯片仍是海外廠商主導(dǎo)，但在需求快速增長(zhǎng)的背景下，國(guó)內(nèi)廠商的國(guó)產(chǎn)替代甚至海外突破的節(jié)奏有望明顯加快。

AI服務(wù)器需求快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)高速光模塊需求加速釋放

(相關(guān)資料圖)

ChatGPT成為目前用戶數(shù)最快破億的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，彰顯AI應(yīng)用潛力，推動(dòng)AI服務(wù)器長(zhǎng)期需求釋放。2023年2月智能聊天程序ChatGPT僅推出兩個(gè)月，月活躍用戶數(shù)已經(jīng)破億，成為目前最快實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)破億的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，標(biāo)志著AI應(yīng)用有望進(jìn)入商業(yè)化落地的加速階段。應(yīng)用端的落地加速是AI服務(wù)器市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng)力之一。

AI服務(wù)器預(yù)計(jì)未來(lái)五年復(fù)合增速為22%。

2023年5月，Trendforce上調(diào)了AI服務(wù)器的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2023年AI服務(wù)器(包含搭載GPU、FPGA、ASIC等)出貨量近120萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)38.4%，占整體服務(wù)器出貨量近9%，至2026年將占15%。該機(jī)構(gòu)同步上修2022-2026年AI服務(wù)器出貨量年復(fù)合成長(zhǎng)率至22%。(此前4月18日，TrendForce預(yù)估今年AI服務(wù)器出貨量同比增長(zhǎng)15.4%，2023-2027年AI服務(wù)器出貨量年復(fù)合成長(zhǎng)率約12.2%。)

英偉達(dá)方案仍是當(dāng)前市場(chǎng)主流方案，推動(dòng)高速光模塊需求快速增長(zhǎng)。

對(duì)于服務(wù)器芯片，TrendForce預(yù)計(jì)AI服務(wù)器芯片2023年出貨量將增長(zhǎng)46%。英偉達(dá)GPU為AI服務(wù)器市場(chǎng)搭載的主流芯片，市占率約60%-70%，其次為云端業(yè)者自研的AISC芯片，市占率超過20%。從英偉達(dá)H100的方案開始，800G光模塊需求就已經(jīng)出現(xiàn)，且在GH200的方案里，800G的需求用量又得到明顯提升，因此在AI需求快速增長(zhǎng)且英偉達(dá)保持主流地位的背景，預(yù)計(jì)以800G為代表的高速光模塊需求有望加速釋放。

光芯片是光模塊核心環(huán)節(jié)之一，高速市場(chǎng)突破或加快

光模塊使用光芯片和電芯片兩類芯片：

光芯片：實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的核心。主要包括發(fā)射端通過激光器芯片進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，經(jīng)過光纖傳輸至接收端，接收端則通過探測(cè)器芯片進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光芯片性能直接決定了光通信系統(tǒng)的傳輸效率，根據(jù)光芯片在光模塊中起到的功能可分為激光器芯片(完成電光轉(zhuǎn)換)和探測(cè)器芯片(完成光電轉(zhuǎn)換)兩類。

電芯片：功能較多。如信號(hào)調(diào)節(jié)DSP、配套支撐光芯片工作的LDD(激光驅(qū)動(dòng)器)、TIA(跨阻放大器)、CDR(時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路)等;還可以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的功率調(diào)節(jié)，如MA(主放)，并可用于一些復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理，如調(diào)制、相干信號(hào)控制、串并/并串轉(zhuǎn)換等。電芯片通常配套使用，主流芯片廠商一般都會(huì)推出針對(duì)某種型號(hào)光模塊的套片產(chǎn)品。

成本角度：光芯片是占比最高環(huán)節(jié)，且隨著速率提升占比更高。

光通信模塊產(chǎn)品所需原材料主要是光器件、電路芯片、PCB板以及外殼等。其中，光器件占光模塊成本的73%，電路芯片18%，PCB板5%以及外殼4%。光器件中包括了以激光器芯片為核心的TOSA組件、以探測(cè)器芯片為核心的ROSA組件以及濾光片等部分。如果進(jìn)一步拆分，低端光模塊中光芯片占比較低，約為30%，高端光模塊中光芯片的占比可達(dá)到70%。高速率芯片2019-2025年行業(yè)規(guī)模復(fù)合增速超20%。在流量快速增長(zhǎng)，傳輸速率不斷提高的背景下，光芯片同樣需要朝著高速率方向演進(jìn)。

根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2019-2025年25G以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴(kuò)大，整體市場(chǎng)空間將從13.56億美元增長(zhǎng)至43.40億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到21.40%。AI需求推動(dòng)，或加速國(guó)內(nèi)廠商高速光芯片市場(chǎng)份額突破。在低速率光芯片領(lǐng)域(25G及以下)，我國(guó)目前已呈現(xiàn)高度競(jìng)爭(zhēng)的格局。現(xiàn)階段中國(guó)已有30多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)10G及以下光通信芯片的規(guī)模性銷售，低速芯片市場(chǎng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

根據(jù)《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖(2018-2022年)》，2017年10G以下激光器芯片國(guó)產(chǎn)化率接近80%，10G激光器芯片國(guó)產(chǎn)化率接近50%。25G及以上光芯片包括25G、50G、100G激光器及探測(cè)器芯片。根據(jù)ICC統(tǒng)計(jì)，25G光芯片的國(guó)產(chǎn)化率約20%，25G以上光芯片的國(guó)產(chǎn)化率仍較低，約5%。

目前在25G及以上速率的光芯片(尤其是激光器芯片)市場(chǎng)，主要由歐美、日本等廠商主要，如美國(guó)的Lumentum、II-VI、博通，日本的三菱、住友等。考慮到AI帶來(lái)的800G等高速光模塊需求或在短期內(nèi)快速釋放，結(jié)合供應(yīng)鏈安全和穩(wěn)定的考慮，或有望加速國(guó)內(nèi)光芯片廠商的高速市場(chǎng)突破。

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