电子行业AIGC系列研究之十二：技术解构，英伟达H100体系800G光模块需求几何？-20230404-申万宏源-28页_3mb

报告摘要

技术解构：英伟达H100体系800G光模块需求分析

核心内容概述

本报告分析了英伟达DGX H100 SuperPOD架构下的通信需求，重点探讨了NVLink Switch架构对800G光模块的带动作用。随着AI算力需求的提升，高速光网络成为必然选择，尤其是在H100体系下，NVLink Switch架构的引入显著提升了系统内带宽，从而推动了800G光模块的市场需求。

主要观点

NVLink技术升级：NVLink从Gen1到Gen4经历了多次迭代，每代带宽显著提升。最新NVLink 4每通道带宽达100Gbps，单台服务器内8个H100 GPU通过18个NVLink 4连接至NVSwitch 3芯片，实现900GB/s双向带宽。
NVSwitch 3芯片：每块NVSwitch 3芯片提供64个NVLink 4接口，支持多种通信协议，包括400G以太网和NDR InfiniBand，可兼容FEC校验，提升传输可靠性。
NVLink交换机：NVLink交换机搭载2个NVSwitch 3芯片，提供128个NVLink 4接口，双工带宽达6.4TB/s，是实现跨服务器GPU通信的关键组件。
组网架构：在DGX H100 SuperPOD架构下，单服务器需要36个OSFP接口，即36个800G光模块。一个32台服务器的POD集群则需要1152个800G光模块。若采用传统InfiniBand架构，则需800G或2x400G（NDR）方案，数量关系依据集群规模不同有所变化。
性能对比：相较于A100架构，H100架构在NVLink Switch方案下可实现更高的带宽和更低的通信延迟，提升AI训练与推理效率。在某些场景下，NVLink性能接近翻倍于InfiniBand网络。
AI发展驱动：AI的发展依赖算力提升，极致性能和功耗是未来硬件架构发展的主要方向。高速光网络的迭代是AI发展的刚需，以支持系统整体算力效率。

关键信息

NVLink Switch架构：NVLink Switch架构将NVLink技术从服务器内部扩展至整个集群，实现跨服务器、跨机柜的GPU到GPU通信，显著提升系统整体带宽。
光模块需求：在H100 SuperPOD架构下，单服务器需要36个800G光模块，一个32台服务器的POD集群则需要1152个800G光模块。若采用InfiniBand网络，需结合800G或2x400G（NDR）方案。
通信协议与带宽：NVLink Switch架构下，系统支持400G以太网或NDR InfiniBand连接，提供更高的带宽和更低的延迟，满足AI算力需求。
市场影响：高速光模块、CPO/LPO/MPO等技术的普及预示了未来光通信领域的发展方向，光模块需求将随AI算力提升而加速增长。

组网架构与光模块需求预测

单服务器配置：8个H100 GPU通过18对NVLink 4连接，需要36个800G光模块。
POD集群配置：32台服务器的POD集群需要36×32=1152个800G光模块。
InfiniBand网络方案：若采用传统叶脊架构，需800G或2x400G（NDR）光模块，数量关系依据集群规模计算。
NVLink交换机配置：每台NVLink交换机提供32个OSFP接口，支持高速通信，是H100 SuperPOD架构的重要组成部分。

结论与相关标的

结论：在H100 SuperPOD架构下，NVLink Switch架构对800G光模块的需求显著增加，NVLink系统与800G光模块数量关系约为1:4-1:5，InfiniBand NDR网络则需更多光模块。
相关标的：包括天孚通信、中际旭创、华工科技、新易盛等光通信企业，它们在高速光模块市场中占据重要地位，受益于H100架构对800G光模块的需求增长。

风险提示

NVLink Switch渗透不达预期：市场对NVLink Switch方案的接受程度可能影响800G光模块的放量。
技术迭代产生新方案：未来可能有新的通信方案出现，影响光模块需求结构。

光通信相关上市公司估值表

证券代码	证券简称	收盘价(元)	总市值（亿元）	2022E净利润（亿元）	2023E净利润（亿元）	2024E净利润（亿元）	2022E PE	2023E PE	2024E PE
300308.SZ	中际旭创	67.24	538.57	12.36	14.66	17.72	44	37	30
300502.SZ	新易盛	58.20	295.12	9.48	10.39	12.66	31	28	23
300394.SZ	天孚通信	60.53	238.47	3.99	5.09	6.36	60	47	38
000988.SZ	华工科技	27.95	281.04	72.99	11.94	15.31	4	24	18

投资评级说明

A股投资评级：买入（Buy）：相对强于市场表现20%以上；增持（Outperform）：相对强于市场表现5%~20%；中性（Neutral）：相对市场表现在-5%~+5%之间波动；减持（Underperform）：相对弱于市场表现5%以下。
港股投资评级：买入（BUY）：股价预计将上涨20%以上；增持（Outperform）：股价预计将上涨10-20%；持有（Hold）：股价变动幅度预计在-10%和+10%之间；减持（Underperform）：股价预计将下跌10-20%；卖出（SELL）：股价预计将下跌20%以上。