通信行业800G光模块：AI算力底座-20230606-兴业证券-27页

800G光模块行业分析总结

核心内容

本报告分析了800G光模块行业进入新一轮高景气周期，并指出AI算力需求的爆发对光模块市场产生重要影响。800G光模块作为AI高性能计算的核心网络部件，正在成为行业增长的主要驱动力。同时，LPO和CPO作为降低光模块功耗的两种技术路径，分别具有不同的优势和应用场景。中际旭创、中瓷电子、天孚通信、新易盛、兆龙互连、鼎通科技等公司被重点推荐，受益于800G全产业链的发展。

主要观点

• 800G光模块进入新周期：随着800G交换机芯片和光模块的逐步成熟，行业已进入800G新产品周期，开启新一轮高景气。
• AI需求驱动光模块增长：AI大模型的快速发展推动了对高性能计算的需求，进而带动了800G光模块的广泛应用，预计800G光模块需求将显著增长。
• LPO vs CPO：LPO在降低功耗和时延方面表现优异，技术更新迭代相对较小，有望成为800G时代的重要补充方案；CPO虽然功耗降低显著，但技术尚未成熟，需求尚未迫切。
• 竞争格局稳定，龙头受益：800G时代，可插拔方案仍是主流，行业竞争格局稳定，中际旭创等龙头公司凭借技术优势和客户资源，有望持续受益。

关键信息

800G光模块行业分析

• 800G光模块是典型的由产品升级驱动的周期成长性行业，技术成熟周期推动数通市场光模块以5年左右的周期迭代。
• 800G光模块的部署已逐渐开启，主要供应商具备大规模量产能力，如中际旭创已实现800G光模块的批量出货。
• 800G光模块在AI服务器中的需求量大，预计在2025年数据中心交换机端口中将超过25%。

AI算力底座对光模块的影响

• ChatGPT等AI大模型的发布推动了算力基础设施建设，带动了800G光模块需求。
• 以英伟达H100为例，800G光模块与H100 GPU的数量比约为2.5:1，预计带动约680万只800G光模块需求。
• 云厂商如微软、谷歌、亚马逊、Meta等加大AI投入，带动光模块需求增长。

LPO和CPO技术对比

• LPO：技术更新迭代相对小，可显著降低系统功耗和时延，适用于AI短距互联场景，具备可插拔优势。
• CPO：集成度高、功耗低，但技术尚未成熟，需求尚未迫切，主要由交换机芯片厂商主导。

行业竞争格局与重点推荐公司

• 800G时代，光模块市场格局稳定，中际旭创等龙头公司占据重要市场份额。
• 重点推荐公司：
  • 中际旭创：全球800G光模块龙头，已实现批量出货，客户包括英伟达、谷歌等。
  • 中瓷电子：陶瓷外壳供应商，受益于800G光模块需求。
  • 天孚通信：光器件供应商，产品涵盖800G光模块相关组件。
  • 新易盛：具备800G规模量产能力，产品线丰富。
  • 兆龙互连：DAC（直接附加铜缆）供应商，受益于AI服务器需求。
  • 鼎通科技：光模块相关设备供应商，具备增长潜力。

风险提示

• 国际关系紧张可能影响海外客户订单。
• 产品升级进度不及预期可能影响行业增长。
• 市场竞争加剧可能压缩利润空间。

图表目录

• 图1：激光器芯片发光原理
• 图2：光模块结构示意图
• 图3：光模块产业链及主要厂商
• 图4：光器件价值量占比超70%
• 图5：光模块价格变化趋势及降价幅度
• 图6：光模块产业发展方向
• 图7：数通市场光模块往更高速率迁移
• 图8：数据中心交换芯片吞吐量演进趋势
• 图9：博通交换机芯片升级路径
• 图10：8×100 Gbit/s SR8 DML/EML
• 图11：8×100 Gbit/s PSM8 SiPh
• 图12：4×200 Gbit/s PSM4 EML/SiPh
• 图13：4×200 Gbit/s CWDM4 EML
• 图14：东西向流量增加
• 图15：叶脊结构与传统数据中心架构对比
• 图16：超大规模数据中心架构及光模块升级路径
• 图17：Fat-tree拓扑
• 图18：数通模块市场收入预测
• 图19：以太网光模块出货量预测
• 图20：NVIDIA 16K GPU训练集群
• 图21：A100与H100参数对比
• 图22：Meta资本开支
• 图23：谷歌资本开支
• 图24：微软资本开支
• 图25：亚马逊资本开支
• 图26：全球互联网带宽容量CAGR达48%
• 图27：全球超大规模数据中心CAGR约13%
• 图28：分区域超大规模数据中心占比
• 图29：全球数据中心IP流量CAGR约25%
• 图30：云数据中心流量CAGR约27%
• 图31：降低功耗成为数据中心主要需求
• 图32：数据传输的功耗占比逐渐增加
• 图33：400G ZR光模块内部功耗占比
• 图34：传统DSP方案 vs LPO方案
• 图35：DSP方案与LPO方案功耗对比
• 图36：LPO技术可降低25%交换机功耗
• 图37：可插拔光模块与CPO对比
• 图38：CPO光引擎示意图
• 图39：51.2T速率CPO可节省20%功耗
• 图40：全球光模块供应商Top10
• 图41：2021年光模块市场份额
• 图42：国内光模块厂商收入贡献持续增加
• 图43：以太网光模块国内厂商营收占比显著提升
• 图44：中际旭创19年业绩下降但股价有较大涨幅

表格目录

• 表1：光模块分类
• 表2：商用交换机芯片厂商产品进度
• 表3：800G交换机厂商进度
• 表4：中际旭创800G产品
• 表5：光模块厂商800G产品进度
• 表6：全球AI模型
• 表7：叶脊架构对光模块需求量更大
• 表8：单个模型对光模块需求弹性测算
• 表9：2个谷歌体量大模型对光模块需求测算
• 表10：光模块厂商LPO技术进展
• 表11：800G产业链标的

行业趋势与投资建议

• 800G光模块需求将显著增长，预计2025年在数据中心交换机端口中将超过25%。
• AI大模型的快速发展将推动800G光模块需求，尤其是视频类交互带来的流量爆发。
• 传统可插拔方案在800G时代仍为主流，LPO技术在降低功耗和时延方面表现突出。
• 光模块行业强者恒强，国内厂商如中际旭创、中瓷电子、天孚通信、新易盛、兆龙互连、鼎通科技等有望显著受益。
• 建议关注源杰科技、光迅科技、剑桥科技、联特科技、华工科技、博创科技等潜在受益标的。