國信證券：高速光模塊需求加速釋放國內光芯片迎新機遇-環球微頭條

2023-06-20 11:09:38來源：智通財經

國信證券發布研究報告稱，以Chatgpt為代表的AI應用正在得到快速發展，并進行著快速迭代，對應算力需求將實現快速增長，同時AI需求下800G光模塊需求有望加速釋放，從產業鏈角度，除了光模塊環節，上游的關鍵光芯片環節也將充分受益，雖然高速光芯片仍是海外廠商主導，但在需求快速增長的背景下，國內廠商的國產替代甚至海外突破的節奏有望明顯加快，建議可關注光芯片環節廠商源杰科技(688498.SH)、長光華芯(688048.SH)、仕佳光子(688313.SH)、光庫科技（300620）(300620.SZ)等。

事件：5月29日，英偉達發布了全新的GH200GraceHopper超級芯片，該款芯片在算力性能、網絡連接方面相較于H100均實現明顯提升。

國信證券主要觀點如下：

【資料圖】

AI服務器需求快速增長，帶動高速光模塊需求加速釋放

ChatGPT成為目前用戶數最快破億的消費級應用，彰顯AI應用潛力，推動AI服務器長期需求釋放。2023年2月智能聊天程序ChatGPT僅推出兩個月，月活躍用戶數已經破億，成為目前最快實現用戶數破億的消費級應用，標志著AI應用有望進入商業化落地的加速階段。應用端的落地加速是AI服務器市場持續增長的核心驅動力之一。

AI服務器預計未來五年復合增速為22%。

2023年5月，Trendforce上調了AI服務器的預測，預計2023年AI服務器(包含搭載GPU、FPGA、ASIC等)出貨量近120萬臺，同比增長38.4%，占整體服務器出貨量近9%，至2026年將占15%。該機構同步上修2022-2026年AI服務器出貨量年復合成長率至22%。(此前4月18日，TrendForce預估今年AI服務器出貨量同比增長15.4%，2023-2027年AI服務器出貨量年復合成長率約12.2%。)

英偉達方案仍是當前市場主流方案，推動高速光模塊需求快速增長。

對于服務器芯片，TrendForce預計AI服務器芯片2023年出貨量將增長46%。英偉達GPU為AI服務器市場搭載的主流芯片，市占率約60%-70%，其次為云端業者自研的AISC芯片，市占率超過20%。從英偉達H100的方案開始，800G光模塊需求就已經出現，且在GH200的方案里，800G的需求用量又得到明顯提升，因此在AI需求快速增長且英偉達保持主流地位的背景，預計以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節之一，高速市場突破或加快

光模塊使用光芯片和電芯片兩類芯片：

光芯片：實現光電信號轉換的核心。主要包括發射端通過激光器芯片進行電光轉換，將電信號轉換為光信號，經過光纖傳輸至接收端，接收端則通過探測器芯片進行光電轉換，將光信號轉換為電信號。光芯片性能直接決定了光通信系統的傳輸效率，根據光芯片在光模塊中起到的功能可分為激光器芯片(完成電光轉換)和探測器芯片(完成光電轉換)兩類。

電芯片：功能較多。如信號調節DSP、配套支撐光芯片工作的LDD(激光驅動器)、TIA(跨阻放大器)、CDR(時鐘和數據恢復電路)等;還可以實現電信號的功率調節，如MA(主放)，并可用于一些復雜的數字信號處理，如調制、相干信號控制、串并/并串轉換等。電芯片通常配套使用，主流芯片廠商一般都會推出針對某種型號光模塊的套片產品。

成本角度：光芯片是占比最高環節，且隨著速率提升占比更高。

光通信模塊產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、以探測器芯片為核心的ROSA組件以及濾光片等部分。如果進一步拆分，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到70%。高速率芯片2019-2025年行業規模復合增速超20%。在流量快速增長，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。

根據Omdia數據預測，2019-2025年25G以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴大，整體市場空間將從13.56億美元增長至43.40億美元，年均復合增長率將達到21.40%。AI需求推動，或加速國內廠商高速光芯片市場份額突破。在低速率光芯片領域(25G及以下)，我國目前已呈現高度競爭的格局。現階段中國已有30多家企業實現10G及以下光通信芯片的規模性銷售，低速芯片市場基本實現國產替代。

根據《中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018-2022年)》，2017年10G以下激光器芯片國產化率接近80%，10G激光器芯片國產化率接近50%。25G及以上光芯片包括25G、50G、100G激光器及探測器芯片。根據ICC統計，25G光芯片的國產化率約20%，25G以上光芯片的國產化率仍較低，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，主要由歐美、日本等廠商主要，如美國的Lumentum、II-VI、博通，日本的三菱、住友等。考慮到AI帶來的800G等高速光模塊需求或在短期內快速釋放，結合供應鏈安全和穩定的考慮，或有望加速國內光芯片廠商的高速市場突破。

投資建議：

以Chatgpt為代表的AI應用正在得到快速發展，并進行著快速迭代，對應算力需求將實現快速增長，同時AI需求下800G光模塊需求有望加速釋放，從產業鏈角度，除了光模塊環節，上游的關鍵光芯片環節也將充分受益，雖然高速光芯片仍是海外廠商主導，但在需求快速增長的背景下，國內廠商的國產替代甚至海外突破的節奏有望明顯加快，建議可關注光芯片環節廠商：

源杰科技：公司是國內高速光芯片進度較為領先領先的廠商之一，根據ICC統計，2021年全球10GDFB激光器芯片市場中，源杰科技發貨量占比為20%，市場份額第一。目前在25G及以上速率光芯片市場，公司前瞻布局了50G、100G及硅光所需要的CW激光器方案。根據對外公布情況，針對800G光模塊所需要的100GEML芯片，公司的產品處于跟客戶對標送樣準備階段。

長光華芯：公司是國內領先的工業激光器芯片廠商，結合已有的技術積累，布局光通信芯片市場。在今年5月16-18日舉辦的武漢光博會，公司發布56GPAM4(單波100G)EML光通信芯片，進入高端光芯片市場。根據公司公告，目前該產品處在與客戶驗證階段，進展順利。

仕佳光子：公司是PLC無源芯片全球領先廠商，并延伸布局有源光芯片(DFB、EML)等市場。在PLC芯片市場，公司全球市占率達到53%。在有源芯片市場，根據公司公告，在DFB激光器芯片系列產品上，2.5G、10G的相干產品已批量出貨，部分25GDFB產品也在客戶驗證中，有望盡快出貨。

光庫科技：公司是國內領先的光纖激光器上游器件提供商，2019年通過收購海外優質資產進軍鈮酸鋰調制器芯片市場。當前鈮酸鋰調制器芯片在技術上進入下一代薄膜鈮酸鋰形態，在體積、性能、功耗上已經獲得行業一定認可，在應用領域上隨著薄膜技術的出現以及光模塊速率的提高，鈮酸鋰調制器芯片應用領域有望從電信市場延伸至數通市場。在今年的OFC展會上，新易盛（300502）和聯特科技（301205）均發布了基于薄膜鈮酸鋰調制的800G光模塊。

風險提示：Chatgpt為代表的應用落地不及預期，實際行業需求和投入力度不及預期，800G光模塊需求不及預期。

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