国内光芯片迎新机遇！高速光模块需求正加速释放~ 环球通讯

国信证券发布研究报告称，以Chatgpt为代表的AI应用正在得到快速发展，并进行着快速迭代，对应算力需求将实现快速增长，同时AI需求下800G光模块需求有望加速释放，从产业链角度，除了光模块环节，上游的关键光芯片环节也将充分受益，虽然高速光芯片仍是海外厂商主导，但在需求快速增长的背景下，国内厂商的国产替代甚至海外突破的节奏有望明显加快。

AI服务器需求快速增长，带动高速光模块需求加速释放

ChatGPT成为目前用户数最快破亿的消费级应用，彰显AI应用潜力，推动AI服务器长期需求释放。2023年2月智能聊天程序ChatGPT仅推出两个月，月活跃用户数已经破亿，成为目前最快实现用户数破亿的消费级应用，标志着AI应用有望进入商业化落地的加速阶段。应用端的落地加速是AI服务器市场持续增长的核心驱动力之一。

【资料图】

AI服务器预计未来五年复合增速为22%。

2023年5月，Trendforce上调了AI服务器的预测，预计2023年AI服务器(包含搭载GPU、FPGA、ASIC等)出货量近120万台，同比增长38.4%，占整体服务器出货量近9%，至2026年将占15%。该机构同步上修2022-2026年AI服务器出货量年复合成长率至22%。(此前4月18日，TrendForce预估今年AI服务器出货量同比增长15.4%，2023-2027年AI服务器出货量年复合成长率约12.2%。)

英伟达方案仍是当前市场主流方案，推动高速光模块需求快速增长。

对于服务器芯片，TrendForce预计AI服务器芯片2023年出货量将增长46%。英伟达GPU为AI服务器市场搭载的主流芯片，市占率约60%-70%，其次为云端业者自研的AISC芯片，市占率超过20%。从英伟达H100的方案开始，800G光模块需求就已经出现，且在GH200的方案里，800G的需求用量又得到明显提升，因此在AI需求快速增长且英伟达保持主流地位的背景，预计以800G为代表的高速光模块需求有望加速释放。

光芯片是光模块核心环节之一，高速市场突破或加快

光模块使用光芯片和电芯片两类芯片：

光芯片：实现光电信号转换的核心。主要包括发射端通过激光器芯片进行电光转换，将电信号转换为光信号，经过光纤传输至接收端，接收端则通过探测器芯片进行光电转换，将光信号转换为电信号。光芯片性能直接决定了光通信系统的传输效率，根据光芯片在光模块中起到的功能可分为激光器芯片(完成电光转换)和探测器芯片(完成光电转换)两类。

电芯片：功能较多。如信号调节DSP、配套支撑光芯片工作的LDD(激光驱动器)、TIA(跨阻放大器)、CDR(时钟和数据恢复电路)等;还可以实现电信号的功率调节，如MA(主放)，并可用于一些复杂的数字信号处理，如调制、相干信号控制、串并/并串转换等。电芯片通常配套使用，主流芯片厂商一般都会推出针对某种型号光模块的套片产品。

成本角度：光芯片是占比最高环节，且随着速率提升占比更高。

光通信模块产品所需原材料主要是光器件、电路芯片、PCB板以及外壳等。其中，光器件占光模块成本的73%，电路芯片18%，PCB板5%以及外壳4%。光器件中包括了以激光器芯片为核心的TOSA组件、以探测器芯片为核心的ROSA组件以及滤光片等部分。如果进一步拆分，低端光模块中光芯片占比较低，约为30%，高端光模块中光芯片的占比可达到70%。高速率芯片2019-2025年行业规模复合增速超20%。在流量快速增长，传输速率不断提高的背景下，光芯片同样需要朝着高速率方向演进。

根据Omdia数据预测，2019-2025年25G以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大，整体市场空间将从13.56亿美元增长至43.40亿美元，年均复合增长率将达到21.40%。AI需求推动，或加速国内厂商高速光芯片市场份额突破。在低速率光芯片领域(25G及以下)，我国目前已呈现高度竞争的格局。现阶段中国已有30多家企业实现10G及以下光通信芯片的规模性销售，低速芯片市场基本实现国产替代。

根据《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》，2017年10G以下激光器芯片国产化率接近80%，10G激光器芯片国产化率接近50%。25G及以上光芯片包括25G、50G、100G激光器及探测器芯片。根据ICC统计，25G光芯片的国产化率约20%，25G以上光芯片的国产化率仍较低，约5%。

目前在25G及以上速率的光芯片(尤其是激光器芯片)市场，主要由欧美、日本等厂商主要，如美国的Lumentum、II-VI、博通，日本的三菱、住友等。考虑到AI带来的800G等高速光模块需求或在短期内快速释放，结合供应链安全和稳定的考虑，或有望加速国内光芯片厂商的高速市场突破。

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