《通信行业:提前到来的1.6T时代-240201(25页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《通信行业:提前到来的1.6T时代-240201(25页).pdf(25页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 行行业业 研研 究究 行行业业深深度度研研究究报报告告 证券研究报告证券研究报告 industryId 通信通信 investSuggestion 推荐推荐 (维持维持 )重点公司重点公司 重点公司 评级 中际旭创 增持 中瓷电子 增持 天孚通信 增持 新易盛 增持 鼎通科技 增持 中瓷电子 增持 来源:兴业证券经济与金融研究院 relatedReport 相关报告相关报告 【兴证通信】800G 光模块:AI算力底座2023-06-06 emailAuthor 分析师:分析师:章林 S0190520070002 代
2、小笛 S0190521090001 仇新宇 S0190523070005 assAuthor 研究助理:研究助理:许梓豪 投资要点投资要点 summary AI 驱动下驱动下 1.6T 需求紧迫,光模块升级周期缩短需求紧迫,光模块升级周期缩短:Scaling Laws 是最早由 Open AI 提出的大模型开发的黄金经验法则,即给定算力资源,大模型参数量和数据量存在最大化模型效果的最优解,若提升算力资源,最优解更大,即大模型效果更好,算力规模增大和升级仍是通往 AGI 的关键。英伟达更强性能的B100 有望于 2024Q2 推出,对应服务器网卡升级至 800G,交换机侧光模块升级至 1.6T
3、且 GPU:1.6T 光模块配置比例约为 1:2.5。光模块是典型的由产品升级驱动的周期成长性行业,云计算时代产品升级周期 4-5 年,AI 驱动 800G-1.6T 升级周期缩短至两年,大模型军备竞赛持续,板块成长性不断加强。DSP/SerDes 为为 1.6T 升级瓶颈,升级瓶颈,2024Q3 或为成熟拐点:光模块行业标准:或为成熟拐点:光模块行业标准:OSFP MSA 针对 1.6T 已推出行业标准;8*200G 或为最优量产方案。光芯光芯片:片:单波 200G 为 1.6T 光模块未来主流方案,海外巨头已推出 200G PAM4 EML 芯片;200G VCSEL 研发难度高,或无法紧
4、跟该轮升级窗口。电芯片电芯片:Marvell、博通正加速支持 1.6T 的 DSP 产品升级,低功耗诉求下逐步向 3nm制程升级,目前技术标准仍需完善,产品正逐渐成熟。200G SerDes 成为产成为产业成熟关键:业成熟关键:博通 200G SerDes 有望于 2024Q3 推出,打通以太网 1.6T 成熟最后一环,使得 1.6T 光模块在功耗、延迟、成本等方面将更具量产优势,英伟达 200G SerDes 产品进度或与博通相当;随着 200G SerDes 大批量出货,1.6T 放量确定性高,EML 凭借成熟的产业链配套方案,有望率先起量。产业链还有哪些投资机会?产业链还有哪些投资机会?
5、1)硅光:)硅光:在集成度提升、EML 芯片或短缺背景下,1.6T 硅光模块成熟进度虽落后传统方案,但具备相较此前更好的量产条件。CW 激光器、硅光设备包括耦合、贴片和封装等均有望受益于行业快速发展。2)激光器:激光器:1.6T 时代,200G EML 有望成激光器主要量产方案,200G VCSEL 目前研发进度落后 EML,或在短距多模场景给硅光 CW 激光器机会,国内激光器芯片厂商具备国产替代机会。3)连接器连接器:数据中心是主要应用场景之一,AI 影响下迭代周期快;需求量与光模块强相关。高速 IO 连接器与光模块对插使用,海外已有 224G 产品,国内 112G 逐步起量。光纤连接器竞争
6、激烈,头部公司市场份额高、竞争力强。4)其他:其他:陶瓷基板、薄膜铌酸锂、TEC 芯片等环节有望受益于 1.6T 升级。投资逻辑及标的推荐:投资逻辑及标的推荐:Scaling Laws 经验法则表明算力提升仍是未来大模型通往 AGI 的关键,2024 年,英伟达有望于 Q2 推出 B100 系列芯片,AI 驱动光模块升级周期缩短,交换机传输间或标配 1.6T 光模块。随着 200G DSP/SerDes 在 2024Q3 的成熟,全产业链成熟助力 1.6T 光模块起量,传统EML 单模方案为主流。重点推荐:重点推荐:中际旭创、天孚通信、新易盛;建议关建议关注:注:鼎通科技、中瓷电子、太辰光、罗
7、博特科、源杰科技、仕佳光子、博创科技、光库科技、光迅科技、华工科技等。风险提示:电芯片升级进度不及预期;贸易摩擦加剧;风险提示:电芯片升级进度不及预期;贸易摩擦加剧;AI 应用进度不及预应用进度不及预期。期。title 提前到来的提前到来的 1.6T1.6T 时代时代 createTime1 2024 年年 02 月月 01 日日 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -2-行业深度研究报告行业深度研究报告 目目 录录 1、AI 驱动下 1.6T 需求紧迫,光模块升级周期缩短.-4-1.1、为什么 Scaling Laws 重要?.-4-1.2、英伟达
8、GPU 持续升级,加速 1.6T 光模块迭代.-6-1.3、1.6T 高性价比突出,B100 芯片配置需求比例高.-6-2、SerDes 为 1.6T 升级瓶颈,2024Q3 或为成熟拐点.-8-2.1、1.6T 光模块标准落地,8*200G 为最优量产方案.-8-2.2、光芯片:200G 光口速率成为主流,EML 芯片先发优势显著.-9-2.3、电芯片:200G DSP 产品初步成熟,低功耗诉求推动制程升级.-10-2.4、200G SerDes 为 1.6T 升级瓶颈,2024Q3 或为成熟拐点.-11-3.产业链还有哪些受益环节?.-14-3.1、硅光技术成为 1.6T 补充方案,可插拔
9、形式或先落地.-14-3.2、激光器:200G EML 或为主流,硅光 CW 激光器加速国产替代.-16-3.3、连接器:数据中心升级下更新迭代快,需求数量与光模块强相关.-17-3.4、其他:陶瓷基板、薄膜铌酸锂、TEC 等环节受益行业进展.-20-4、投资逻辑及标的推荐.-23-5、风险提示.-24-图目录图目录 图 1、OpenAI 提出的 Scaling Laws 重点关注模型参数规模提升.-4-图 2、给定计算资源下,模型参数量和训练量存在最优解.-5-图 3、模型参数增加需要的算力资源会同比增长.-5-图 4、英伟达训练/推理 GPU 加速升级.-6-图 5、数通市场光模块往更高速
10、率迁移.-6-图 6、随速率提升,光模块低单位功耗优势显著.-7-图 7、OSFP MSA 的 1.6T 光模块的行业封装标准.-8-图 8、OSFP、OSFP-XD 或为未来高速光模块主流封装.-8-图 9、不同封装形式结构示意图.-8-图 10、行业标准推动光口 200G 成熟度较高.-9-图 11、Lumentum 明确 1.6T 时代 200G 速率激光器为主流.-10-图 12、三菱单波 200G EML 芯片及 800G 光模块示意图.-10-图 13、博通推出 100G PAM4 VCSEL.-10-图 14、博通 200G 速率 DSP 及其配置参数.-11-图 15、Marv
11、ell 加速推进 DSP 芯片发展成熟.-11-图 16、博通 200G/通道 PAM-4 DSP PHY 电口仍为 100G.-12-图 17、200G SerDes 成熟后可进一步简化 1.6T 光模块.-12-图 18、200G SerDes 有望于 2025 年加速放量.-13-图 19、2022-2028 硅光子 PIC 市场规模及预测(2023 年预测).-14-图 20、硅光芯片设计制备测试封装流程图.-15-图 21、硅光平台 8 英寸 CMOS 工艺线部分设备.-15-图 22、晶圆检测设备.-16-图 23、耦合、组装等设备.-16-图 24、硅光芯片设计制备测试封装流程图
12、.-16-图 25、长光发布 100mW CW 激光器(2024 年 1 月).-17-图 26、在连接器市场中数据中心占比较高且更新迭代快.-17-图 27、光模块和高速 IO 连接器对插使用.-18-9ZxUxVgWiZaUuZ6MaO7NtRoOtRrNfQmMoMiNrRnP7NpOmMuOmMtNxNmPnO 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -3-行业深度研究报告行业深度研究报告 图 28、Molex OSFP 1600 连接器及 224G 产品组合.-19-图 29、Molex 224G 背板连接器及电缆.-19-图 30、MPO 的配
13、线方式(直连、转接其他接口).-19-图 31、全球 MPO 光纤连接器龙头(2021).-20-图 32、SENKO 1.6T 光模块用 MPO.-20-图 33、基于薄膜铌酸锂的异质集成方案(调制器).-21-图 34、MicroTEC 器件.-22-表目录表目录 表 1、单个模型对光模块需求弹性测算(假设同样的三层胖树集群架构).-7-表 2、头部厂商加速布局 1.6T 光模块.-13-表 3、电连接器和光连接器是通信连接器重要组成.-18-表 4、优迅科技(典型气密性封装企业)成本结构.-20-表 5、薄膜铌酸锂适用于调制器等器件.-21-表 6、1.6T 产业链受益标的.-23-表
14、7、当前估值较低,未来增长确定性强(2024-01-25).-24-请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -4-行业深度研究报告行业深度研究报告 报告正文报告正文 1、AI 驱动下驱动下 1.6T 需求紧迫,光模块升级周期缩短需求紧迫,光模块升级周期缩短 1.11.1、为什么、为什么 Scaling LawsScaling Laws 重要?重要?Scaling Laws(缩放法则):模型参数量、数据集、计算量之间应该存在最优解。Scaling Laws 最早由 OpenAI 提出,2020 年 OpenAI 发布了论文Scaling Laws for N
15、eural Language Models研究了模型参数量、数据集、计算量之间关系,其给出的结论是最佳计算效率训练涉及在相对适中的数据量上训练非常大的模型并在收敛之前 early stopping,即参数规模是最重要的。参数规模是最重要的。图图 1、OpenAI 提出的提出的 Scaling Laws 重点关注模型参数规模提升重点关注模型参数规模提升 资料来源:Scaling Laws for Neural Language Models,兴业证券经济与金融研究院整理 但是 DeepMind 在 2022 年发布了论文Training Compute-Optimal Large Languag
16、e Models重点研究了计算资源(FLOPs)、模型大小(model size)、训练数据规模(training tokens)的关系,发现三者之间存在最优解的同时,在最优的模型下,发现三者之间存在最优解的同时,在最优的模型下,计算量增大时,模型大小和训练数据也应该同比例增大。计算量增大时,模型大小和训练数据也应该同比例增大。角度一:给定 FLOPs(计算资源),找到最优的模型参数与训练 token 数组合,使得最后的训练误差最小。在模型效果的记录下,通过针对计算量的固定可以发现,不同的计算量均存在模型参数量和训练数据量的最优解,同时随着计算资源的提升,所需要的模型参数量和训练数据量也持续提
17、升。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -5-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 2、给定计算资源下,模型参数量和训练量存在最优解、给定计算资源下,模型参数量和训练量存在最优解 资料来源:Training Compute-Optimal Large Language Models,兴业证券经济与金融研究院整理 角度二:基于最优解的关系,拟合训练模型效果(Loss)。实验分析显示,为了得到效果最好的大模型(Loss 最小),模型大小(model size)和计算量(FLOPS)之间存在最优解,且在最优模型状态下,模型参数越大需要的算力也会等比例增加。
18、当前大模型仍处于发展前期,基于当前大模型仍处于发展前期,基于 Scaling Laws 的启示,为了达到最优的模型效的启示,为了达到最优的模型效果,当我们不断增加模型参数规模时,所需要配置的算力规模仍需要等比例提升,果,当我们不断增加模型参数规模时,所需要配置的算力规模仍需要等比例提升,推动算力硬件需求长期增长。通往推动算力硬件需求长期增长。通往 AGI 的进程中,算力仍然是主要掣肘,的进程中,算力仍然是主要掣肘,GPU 及及其网络设备仍需持续升级换代。其网络设备仍需持续升级换代。图图 3、模型参数增加需要的算力资源会同比增长、模型参数增加需要的算力资源会同比增长 资料来源:Training
19、Compute-Optimal Large Language Models,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -6-行业深度研究报告行业深度研究报告 1.1.2 2、英伟达、英伟达 GPUGPU 持续升级,加速持续升级,加速 1.6T1.6T 光模块迭代光模块迭代 英伟达训练芯片升级路径明确,英伟达训练芯片升级路径明确,B100 GPU 或于或于 2024 年年 2 季度发布,该架构推动季度发布,该架构推动800G/1.6T 光模块需求提升。光模块需求提升。根据海外 semianalysis 报道,英伟达或进一步明确未来
20、的 AI GPU 升级路径,2024 年针对训练端推出 B100 芯片,推理端推出 B40 芯片;2025 年针对训练端推出 X100 芯片,推理端推出 X40 芯片。与 H100 相比,在 InfiniBand 和以太网架构中,B100 配置升级成 800G 网卡,交换机数据传输间考虑到高时效性及高带宽要求,1.6T 光模块或成为其标配方案;X100 芯片对应网卡升级成 1.6T,2025 年 1.6T 光模块进入真正爆发式增长确定性高。从英伟达的升级路径中可以发现,在大模型持续迭代背景下,对应训练端的 GPU、交换机、光模块等算力硬件基础设施持续升级,2025 年有望持续高成长。AI 东西
21、向流量爆发驱动带宽压力加大,缩短高速光模块更新迭代周期。东西向流量爆发驱动带宽压力加大,缩短高速光模块更新迭代周期。数通市场光模块更新迭代周期通常为 4-5 年(如 400G 在 19 年规模商用,到 22 年 800G 规模商用);AI 加持下东西向流量增长驱动网络架构升级,大幅提升光模块需求量及传输速率,1.6T 有望于 24 年开始商用,更新周期缩短至 2 年。图图 4、英伟达训练、英伟达训练/推理推理 GPU 加速升级加速升级 图图 5、数通市场光模块往更高速率迁移、数通市场光模块往更高速率迁移 资料来源:Semianalysis,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:Arista,
22、兴业证券经济与金融研究院整理 1.1.3 3、1 1.6T.6T 高性价比突出,高性价比突出,B B100100 芯片配置需求比例高芯片配置需求比例高 1.6T 光模块单位功耗光模块单位功耗/成本优势显著,客户升级驱动力强。成本优势显著,客户升级驱动力强。根据 FiberMall 测算,以以太网光模块为例,400G-800G-1.6T-3.2T,功耗分别约 10W、15W、20W、30W,从 800G 到 1.6T,速率提升至 2 倍情况下,功耗从 15W 提升至 20W,单位功耗持续优化,在 AI 低功耗诉求下供给端升级驱动力强。从成本端来看,1.6T 量产初期,单价或为 800G 的 2-
23、3 倍,随后进入逐年降价阶段,每 G 成本持续下降,这也是云厂商持续升级光模块的核心原因。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -7-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 6、随速率提升,光模块低单位功耗优势显著、随速率提升,光模块低单位功耗优势显著 资料来源:FiberMall,兴业证券经济与金融研究院整理 注:蓝色为以太网光模块,橙色为相干模块;两图横轴为光模块速率 G,左图纵轴为功耗 W,右图纵轴为 pJ/bit。假设假设 B100 服务器网卡配套升级下,对应服务器网卡配套升级下,对应 B100 芯片与芯片与 1.6T 光模块配比比例为光模块配比
24、比例为1:2.5,与,与 H100/800G 配比关系保持一致。配比关系保持一致。以英伟达 16K GPU 训练集群为例,测算该训练集群规模下不同 GPU 芯片对应配套速率光模块需求弹性:首先以 H100(配套 ConnectX-7 的 400G 网卡)服务器到 TOR 层使用为 400G AOC/DAC,叶交换机下行和上行均为 800G 光模块,脊交换机下行和上行均为 800G 光模块;且 AI 服务器整体算力负荷高于传统数据中心,带宽需求高,我们以收敛比 1:1 进行测算。根据我们的详细测算,800G 光模块:H100 GPU 约为 2.5:1;如果在同样的架构下采用 B100 芯片,假设
25、服务器配套网卡升级成 ConnectX-8、速率为 800G,对应服务器到 TOR 层使用 800G AOC/DAC,往上传输到交换机层面均采用 1.6T 的光模块,因此与 H100 配 800G 方案类似,可得 1.6T 光模块:B100芯片为 2.5:1;考虑到 1.6T 光模块价值量和盈利能力较 800G 预计有较大提升,未来行业成长空间广阔。表表 1、单个模型对光模块需求弹性测算(假设同样的三层胖树集群架构)、单个模型对光模块需求弹性测算(假设同样的三层胖树集群架构)光模块需求测算光模块需求测算 H100(CX-7 400G 网卡)网卡)B100(假设假设 CX-8 800G 网卡)网
26、卡)POD 数量(个)数量(个)8 8 单个单个 POD 节点数(个)节点数(个)8 8 单个节点所需服务器(个)单个节点所需服务器(个)32 32 服务器数量(个)服务器数量(个)2048 2048 单个服务器所需单个服务器所需 GPU 数量(个)数量(个)8 8 GPU 总数量(个)总数量(个)16384 16384 服务器到服务器到 TOR 400G/800G AOC/DAC 需求量(个)需求量(个)16384 16384 TOR 到叶交换机到叶交换机 1.6T/800G 光模块数量(个)光模块数量(个)8192 8192 叶交换机下行叶交换机下行 1.6T/800G 光模块需求量(个)
27、光模块需求量(个)8192 8192 叶交换机上行叶交换机上行 1.6T/800G 光模块需求量(个)光模块需求量(个)8192 8192 脊交换机下行脊交换机下行 1.6T/800G 光模块需求量(个)光模块需求量(个)8192 8192 脊交换机上行脊交换机上行 1.6T/800G 光模块需求量(个)光模块需求量(个)8192 8192 1.6T(800G)光模块需求量(个)光模块需求量(个)40960 40960 GPU 芯片与芯片与 1.6T(800G)光模块配置比例)光模块配置比例 1:2.5 1:2.5 资料来源:Semianalysis,NVIDIA,兴业证券经济与金融研究院整理
28、 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -8-行业深度研究报告行业深度研究报告 2、SerDes 为为 1.6T 升级瓶颈,升级瓶颈,2024Q3 或为成熟拐点或为成熟拐点 2 2.1 1、1 1.6T.6T 光模块标准落地,光模块标准落地,8 8*200G*200G 为最优量产方案为最优量产方案 行业标准协会行业标准协会 OSFP MSA 推出推出 1.6T 封装标准,单模方案标准成熟早、份额或有封装标准,单模方案标准成熟早、份额或有明显提升。明显提升。目前 OSFP MSA 推出的 1.6T 光模块标准中,电口均为 100G 速率,光口主要为 100
29、G 或 200G 两种,主要有 DR16、DR8、4FR2、ZR2、4FR4、2FR4、2FR8、FR8 这 8 种方案。与上一轮 800G 行业标准推出时相比,本轮 1.6T 光模块标准基本均为 DR、FR 等单模光模块,没有 SR 等多模短距离方案,预计 1.6T 时代单模光模块窗口期先发优势显著,在 AI 加速推进下单模方案市场份额有望持续提升。图图 7、OSFP MSA 的的 1.6T 光模块的行业封装标准光模块的行业封装标准 资料来源:OSFP MSA,兴业证券经济与金融研究院整理 OSFP、OSFP-XD 成为未来主流封装形式,成为未来主流封装形式,8*200G 为最优量产方案。为
30、最优量产方案。随着速率提升,单个光模块的总功耗有所提升,QSFP-DD 小型化封装适配难度较高,主流或为 OSFP 和 OSFP-XD;其中 8*200G(八通道光口、电口均为 200G)方案的 OFSP体积更精简,成本与功耗优势更明显。图图 8、OSFP、OSFP-XD 或为未来高速光模块主流或为未来高速光模块主流封装封装 图图 9、不同封装形式结构示意图、不同封装形式结构示意图 资料来源:FiberMall,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:FiberMall,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -9-行业深度研
31、究报告行业深度研究报告 2 2.2 2、光芯片:、光芯片:200G200G 光口速率成为主流,光口速率成为主流,EMLEML 芯片先发优势显著芯片先发优势显著 光口光口 200G 速率或为行业主流。速率或为行业主流。以 OSFP-XD DR16 和 DR8 方案为例,两者差距主要为光口单通道速率;考虑到光模块内部的精简性和成本的优势,单通道 200G 速率或为未来主流。以各家目前推出的产品为例,中际旭创演示了 1.6T OSFP-XD DR8+方案的产品,光迅科技也推出了 1.6T OSFP-XD DR8/8+的产品等。图图 10、行业标准推动光口、行业标准推动光口 200G 成熟度较高成熟度
32、较高 资料来源:OSFP MSA,兴业证券经济与金融研究院整理 海外光芯片巨头聚焦海外光芯片巨头聚焦 200G PAM4 EML 单模赛道,单模赛道,8*200Gb PAM4 为为 1.6T 主要主要方案。方案。目前从产业链研发进度来看,200G PAM4 EML 芯片为最成熟方案,多家海外头部厂商已推出相关产品,在 AI 驱动 1.6T 光模块加速升级背景下加速商用化进程,且凭借先发优势未来份额有望持续提升。Lumentum 作为 EML 芯片龙头,已于去年推出 200G PAM4 EML 芯片并预计于 24 年进行量产;三菱推出了专有的混合波导结构设计的 200G PAM4 CWDM4 E
33、ML 芯片;博通也已推出适用于 1.6T光模块的 200G EML 芯片。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -10-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 11、Lumentum 明确明确 1.6T 时代时代 200G 速率激光器为主流速率激光器为主流 资料来源:Lumentum,兴业证券经济与金融研究院整理 VCSEL 芯片目前仍处于芯片目前仍处于 100G 速率时代,速率时代,200G 研发难度高或错过本轮窗口期。研发难度高或错过本轮窗口期。VCSEL 芯片目前行业龙头主要为博通,其最先进的 VCSEL 芯片为 AFCD-V84LP,速率达 11
34、2Gb/s PAM4;研发进度显著落后于 EML,或无法紧跟该轮 AI 推动的1.6T 光模块更新迭代。图图 12、三菱单波、三菱单波 200G EML 芯片及芯片及 800G 光模块示光模块示意图意图 图图 13、博通推出、博通推出 100G PAM4 VCSEL 资料来源:Mitsubishielectric,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:Broadcom,兴业证券经济与金融研究院整理 2 2.3 3、电芯片:、电芯片:200G DSP200G DSP 产品产品初步成熟初步成熟,低功耗诉求推动制程升级低功耗诉求推动制程升级 博通与博通与 Marvell 均推出基于均推出基于 5n
35、m 制程的单波制程的单波 200G 速率的速率的 DSP 芯片,芯片,1.6T 光模光模块产业进一步成熟。块产业进一步成熟。博通推出了 BCM85822 和 BCM85821 两款满足 200G/lane 光传输要求的 DSP 芯片,以其适配的 800G 单模光模块为例,其中在 Line side 侧(光信号侧)可实现 4*226G PAM4,达到单波 200G,在 Client side(电信号侧)为 8*106G PAM4,达到单波 100G 速率。目前目前 200G DSP 初步推出,成熟度仍需初步推出,成熟度仍需提升,但成熟进度或快于提升,但成熟进度或快于 SerDes。请务必阅读正文
36、之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -11-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 14、博通、博通 200G 速率速率 DSP 及其配置参数及其配置参数 资料来源:Broadcom,兴业证券经济与金融研究院整理 DSP 芯片带宽加速提升,低功耗诉求下先进制程成为主流。芯片带宽加速提升,低功耗诉求下先进制程成为主流。Marvell 预测 DSP 芯片可实现带宽每两年翻倍,并且在 23 年末 1.6T NOVA PAM4 DSP 芯片已在客户认证中。随着博通和 Marvell 的支持单波 200G 光速率的 DSP 芯片的推出,1.6T光模块产业链已逐步进入成熟阶段;
37、且随着速率的提升对应 DSP 芯片的制程也已提升至 5nm,未来有望逐步提升至 3nm 以降低功耗。图图 15、Marvell 加速推进加速推进 DSP 芯片发展成熟芯片发展成熟 资料来源:Marvell,兴业证券经济与金融研究院整理 2 2.4 4、200G SerDes200G SerDes 为为 1.6T1.6T 升级瓶颈升级瓶颈,2024Q32024Q3 或为成熟拐点或为成熟拐点 1.6T 产业链目前成熟度最低的主要是产业链目前成熟度最低的主要是 SerDes,支持,支持 200G SerDes 的交换机芯片的交换机芯片或于或于 2024Q3 推出。推出。从现有 1.6T 光模块产业进
38、度看,光器件如激光器的产业成熟度好于 DSP 等电芯片;光口为 8*200G 方案,电口仍为 16*100G 方案。由于光口与电口速率不统一,在 DSP 中需要内置一个 gearbox 来实现速率转换的功能;而当电口 200G SerDes 升级成熟使得光口、电口速率一致时,1.6T 光模块架构将达到最理想 8:8 PHY 芯片的状态,可省去 gearbox 芯片,在功耗、延迟、成本等方面将更具有商业化优势。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -12-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 16、博通、博通 200G/通道通道 PAM-4 DSP PH
39、Y 电口仍为电口仍为 100G 资料来源:Broadcom,兴业证券经济与金融研究院整理 图图 17、200G SerDes 成熟后可进一步简化成熟后可进一步简化 1.6T 光模块光模块 资料来源:Broadcom,兴业证券经济与金融研究院整理 随着随着 200G SerDes 的成熟和的成熟和 1.6T 光模块商用推广,交换机容量持续翻倍,光模块商用推广,交换机容量持续翻倍,AI 工工作负载不断扩展。作负载不断扩展。随着 200G SerDes 推出产业成熟,从 800G 模块升级到 1.6T 模块将使每个 1RU 机架带宽容量翻倍,从原有 2RU 机架的 51.2T 吞吐量(64 个 80
40、0G 端口)实现带宽密度翻倍,变成 2RU 的 102.4T 吞吐量(64 个 1.6T 端口)。200G SerDes 初步产品推出,有望于初步产品推出,有望于 2024 年年 Q3-Q4 逐步实现商业化,逐步实现商业化,2025 年加年加速放量。速放量。受到 AI 加速迭代催化的影响,交换机吞吐量和 SerDes 芯片升级持续加速(SerDes 原有升级节奏约 2-4 年)。200G SerDes 芯片预计有望于 2024 年 Q3-Q4逐步实现成熟;Marvell 也已经于 23 年 10 月推出了支持 200G 的高速铜缆连接,后续有望逐步推广至光纤连接方案中;同时英伟达对于 200G
41、 SerDes 方案诉求迫切,配合 Mellanox 加速产业推进,当前进度或与博通进度相当,2025 年产业放量年产业放量趋势确定性高趋势确定性高。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -13-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 18、200G SerDes 有望于有望于 2025 年加速放量年加速放量 资料来源:FiberMall,兴业证券经济与金融研究院整理 随着随着 200G SerDes 的成熟,的成熟,EML 单模单模 1.6T 光模块有望实现超预期高增长。光模块有望实现超预期高增长。200G SerDes 的成熟标志着 1.6T 光模块
42、进入最理想状态,凭借着 200G PAM4 EML 产业成熟度的先发优势,2024 年 1.6T 光模块逐步起量,并在 2025 年配合 200G SerDes的商业化实现超预期加速放量。AI 驱动光模块升级迭代加速,头部厂商积极配合海外大客户进行驱动光模块升级迭代加速,头部厂商积极配合海外大客户进行 1.6T 光模块研光模块研发验证,行业集中度持续提升。发验证,行业集中度持续提升。AI 加速推进数通高速光模块迭代节奏,本轮 800G-1.6T 光模块升级迭代周期从正常的 4-5 年加速至约 2 年时间,持续考验光模块公司研发迭代能力,头部厂商凭借长期的大力研发投入,积极配合客户直接进行 1.
43、6T光模块研发验证,在 1.6T 单模占比提升背景下,头部公司有望率先出货并持续提高份额。表表 2、头部厂商加速布局、头部厂商加速布局 1.6T 光模块光模块 厂商厂商 新闻发布时间新闻发布时间 产品进度产品进度 中际旭创中际旭创 2023/03 2023 年 OFC 发布 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光通信模块,在 0-70温度范围内,以低于23W 的低功耗支持 2 公里的传输距离。天孚通信天孚通信 2023/03 2023 年 OFC 展示面向 800G/1.6T 应用的高速光引擎,TFF、FA、PM、AWG 等高速光引擎用零组件。新易盛新易盛 2023/03 2023 年 O
44、FC 发布支持 200Gbps 的 1.6T 光模块,采用 4XFR2 规格,OSFP-DD 封装,采用4XSN 连接器光接口,16X100Gbps 电接口,光路侧 4x400G FR2,其中每路 400G FR2 接口采用了 1291nm 和 1311nm 2 个 200Gb 波长。光迅科技 2023/03 光迅科技 1.6T OSFP-XD DR8 光模块遵循 OSFP MSA 及 CMIS 协议标准,采用 OSFP-XD 的封装形式。模块电接口侧采用 16 个通道,单通道信号速率 100Gb/s;光接口侧采用 8 通道,单通道信号速率 200Gb/s。华工正源 2023/12 正推进 1
45、.6T、3.2T 等下一代光模块产品开发。剑桥科技 2024/01 公司第一代 1.6T 光模块产品将在 2024 年的 OFC 展会上 LiveDemo(现场演示),预计在下半年小批量发货。索尔思 2023/03 2023 年 OFC 公司演示了单波 200G PAM4 EML 激光器,将陆续推出相应的基于单波 200G 的 1.6T 光模块产品。资料来源:美通社,光纤在线,财联社,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -14-行业深度研究报告行业深度研究报告 3.产业链还有哪些受益环节?产业链还有哪些受益环节?硅光技术有
46、望带来光模块方案的变化,对应行业格局的改变或带来新的投资机会;硅光技术有望带来光模块方案的变化,对应行业格局的改变或带来新的投资机会;配套光模块的光纤连接器、陶瓷材料等产品也有加速份额提升的机会。配套光模块的光纤连接器、陶瓷材料等产品也有加速份额提升的机会。光模块属于整个数据中心产业链中重要的一环,从产业投资机会来讲,前面提到的在传统方案中激光器芯片、DSP 等电芯片环节相对行业壁垒较高,且在高速光模块产品中该部分市场份额基本由海外龙头企业所占据。相比之下,硅光技术方案目前在产业商业化上处于初期阶段,国内公司有望通过新技术窗口期来占据未来市场份额。在光纤连接器、陶瓷基板、陶瓷外壳等产品环节中,
47、其需求量与光模块数量强相关,随着 AI 带动高速光模块需求爆发,这些产业环节均有较大成长空间。3 3.1 1、硅光技术成为、硅光技术成为 1.6T1.6T 补充方案,可插拔形式或先落地补充方案,可插拔形式或先落地 传统传统 EML、VCSEL 芯片紧缺下,硅光芯片有望逐步产业化,凭借低成本、低功芯片紧缺下,硅光芯片有望逐步产业化,凭借低成本、低功耗等优势或成为耗等优势或成为 1.6T 光模块补充方案。光模块补充方案。硅光技术发展分为分立式硅基器件、耦合集成、单片集成演进、光电一体化等多个阶段,目前正处于耦合集成阶段。AI 驱动 400G、800G 光模块加速放量背景下,明年 100G VCSE
48、L、EML 芯片紧缺下有望推动硅光方案逐步商业化;1.6T 时代,AI 突出的低功耗诉求下,硅光有望成为继 EML 后的重要补充方案。未来随着硅光子技术向单片集成技术发展,成熟CMOS 工艺下成本优势有望进一步凸显,硅光为未来重要方向。硅光子进入快速增长阶段,数通光模块是应用核心下游之一。硅光子进入快速增长阶段,数通光模块是应用核心下游之一。根据 Yole Group 最新数据,硅光子 PIC 市场预计从 2022 年 0.68 亿美元增长至 2028 年的 6.13 亿美元,2022-2028 年复合年增长率为 44%。增长主要来自于:1)800G 高数据速率可插拔硅光模块需求释放;2)对快
49、速增长的训练数据集大小的预测表明,数据将需要利用机器学习服务器中的光学 I/O 来扩展大模型。在落地形式上,预计可插拔硅光光模块先成熟,后演进至 CPO 形式。图图 19、2022-2028 硅光子硅光子 PIC 市场规模及预测市场规模及预测(2023 年预测)年预测)资料来源:Yole,兴业证券经济与金融研究院整理 硅光产品整体生产流程包括设计、制造、封装三大过程。硅光产品整体生产流程包括设计、制造、封装三大过程。设计环节主要是负责硅 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -15-行业深度研究报告行业深度研究报告 光模块的电路图与内部结构的规划,行业内
50、通过模仿微电子设计方式,融合光学仿真与工艺设计套件(PDK),推出了简化光电开发环境(EPDA)。制造环节主要负责将晶圆加工成硅光芯片,并完成相应器件的封装和测试。目前内部制造工厂(Foundry,Fab)与开放式 Fab 两种制造模式并行。硅光芯片完成流片后,进入类似可插拔的的组装环节。图图 20、硅光芯片设计制备测试封装流程图、硅光芯片设计制备测试封装流程图 图图 21、硅光平台、硅光平台 8 英寸英寸 CMOS 工艺线部分设备工艺线部分设备 资料来源:硅光芯片后摩尔时代的高速信息引擎,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:中科微光子官网,兴业证券经济与金融研究院整理 硅光芯片的生产和电
51、芯片类似,但是不需要先进制程。硅光芯片的生产和电芯片类似,但是不需要先进制程。由于硅光芯片是基于硅晶圆开发的光子芯片,因此需要的制造设备、技术和传统集成电路(电芯片)类似,技术迁移成本较低。此外,当前光子芯片对于制程要求较低,不如电芯片严苛,基本都在 45nm 以上,大部分还停留在 100nm 阶段,因此不需要先进制程设备。硅光芯片切割前需要晶圆检测设备。硅光芯片切割前需要晶圆检测设备。一般硅光晶圆为 8 英寸或者 12 英寸,一片晶圆可以切割出上千颗的硅光芯片,由于硅光器件对于加工的误差很敏感,硅光芯片上又集成了较多的无源和有源器件,单个器件出现问题就会影响硅光芯片的使用,因此需要在晶圆级别
52、进行检测。组装环节涉及耦合、封装等环节,要求更高,带动相关设备需求。组装环节涉及耦合、封装等环节,要求更高,带动相关设备需求。目前硅光主要应用在 PSM4,PSM8 等多通道场景中。多通道的耦合的难点在于:1)由于硅光波导的尺寸与光纤的尺寸相差比较大,其耦合插损比较大;2)对于边缘耦合,FA 需要和硅光芯片光口端面保持平行,任一个方向角度出现偏差都会造成比较大的耦合差异。因此硅光耦合设备要求更高。在封装方面,主流的硅光芯片封装方式是COB 和 COC。因此当完成硅光芯片制造后,对于形成最后的模块产品,硅光方案对于耦合,封装、组装过程均比传统的光模块方案要求更高,更加精密,因此对于设备也会产生更
53、高的要求。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -16-行业深度研究报告行业深度研究报告 图图 22、晶圆检测设备、晶圆检测设备 图图 23、耦合、组装等设备、耦合、组装等设备 资料来源:罗博特科,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:罗博特科,兴业证券经济与金融研究院整理 3 3.2 2、激光器:、激光器:2 200G EML00G EML 或为主流,或为主流,硅光硅光 CWCW 激光器激光器加速国产替代加速国产替代 200G EML 激光器有望成为主流方案,激光器有望成为主流方案,VCSEL 研发进度落后。研发进度落后。1.6T 时代,根据前面提到
54、的光芯片研发进度可知,200G EML 发展较为成熟,有望成激光器主要量产方案,200G VCSEL 目前研发进度落后 EML,或错过本轮窗口期,在短距多模场景可能给硅光 CW 激光器机会,国内激光器芯片厂商具备国产替代机会。硅光模块在光源部分,主流使用硅光模块在光源部分,主流使用 CW 激光器。激光器。硅光模块通过硅晶圆技术,在硅基底上利用蚀刻工艺加上外延生长等加工工艺将激光器、调制器、探测器等光电芯片都集成在硅光芯片上,光模块的集成度得到进一步提升。在光源选择上,硅光光模块不再使用 EML 或者 VCSEL 方案,基本均采用 CW DFB 激光器。CW DFB激光器的演进上追求功率的提升。
55、目前主流的 CW 激光器功率为 50-100mW。图图 24、硅光芯片设计制备测试封装流程图、硅光芯片设计制备测试封装流程图 资料来源:Intel,易飞扬通信,兴业证券经济与金融研究院整理 商业化进展:海外以高意为代表,国内源杰科技、长光华芯均完成了产品推出。商业化进展:海外以高意为代表,国内源杰科技、长光华芯均完成了产品推出。2023 年 3 月 Coherent 高意宣布推出 1300 nm 高功率连续波(CW)分布式反馈(DFB)激光器,功率为 100mW,主要为传输容量介于 400G 到 1.6T 的硅光子收发器提供支持,助力数据中心的中距离(500m2km)传输。2024 年 1 月
56、,长光 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -17-行业深度研究报告行业深度研究报告 华芯发布了 100mW CW DFB 大功率光通信激光芯片新品,400G DR4 硅光模块只需要 1 颗光源,同时该光源兼容 800G/1.6t 等互联场景。图图 25、长光发布、长光发布 100mW CW 激光器激光器(2024 年年 1 月)月)资料来源:长光华芯,兴业证券经济与金融研究院整理 3 3.3 3、连接器:数据中心升级下更新迭代快,需求数量与光模块强相关、连接器:数据中心升级下更新迭代快,需求数量与光模块强相关 连接器主要应用于通信、汽车、工业等领域;
57、在通信数据中心中更新迭代周期快。连接器主要应用于通信、汽车、工业等领域;在通信数据中心中更新迭代周期快。连接器市场规模大,广泛应用于电信、数通(AI)数据中心算力集群中,与光模块配套使用在服务器、交换机之间充当着“数据传输中介”中必不可少的一环。随着数据中心光模块的升级,对应配套的连接器也需升级到更高速率的版本以充分发挥数据网络传输性能,同样受益于 AI 驱动的升级迭代加速。图图 26、在连接器市场中数据中心占比较高且更新迭代快、在连接器市场中数据中心占比较高且更新迭代快 资料来源:Amphenol,兴业证券经济与金融研究院整理 注:图中连接器市场占比为 Amphenol 2022 年数据。电
58、连接器与光连接器电连接器与光连接器是通信连接器重要组成是通信连接器重要组成,需求数量与光模块强相关。,需求数量与光模块强相关。电连接器与光纤连接器是通信连接器中的重要组成部分;电连接器主要负责光模块的电口与交换机/服务器的连接,光连接器主要负责光模块与光纤的连接;因此在实际 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -18-行业深度研究报告行业深度研究报告 使用过程中,1 个光模块将配套至少 1 个电连接器和 1 个光连接器。表表 3、电连接器和光连接器是通信连接器重要组成电连接器和光连接器是通信连接器重要组成 类别 主要功能 应用 电连接器 用于器件、组件
59、、设备、系统之间的电信号连接,借助电信号和机械力量的作用使电路接通、断开,传输信号或电磁能量,包括大功率电能、数据信号在内的电信号等。广泛应用于通信、航空航天、计算机、汽车、工业等领域。微波射频连接器 用于微波传输电路的连接,隶属于高频电连接器,因电气性能要求特殊,行业内企业会将微波射频连接器与电连接器进行区分。主要应用于通信、军事等领域。光连接器 用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件,广泛应用于光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表,光纤对于组件的对准精度要求。广泛应用于传输干线、区域光通讯网、长途电信、光检测、等各类光传输网络系统中。资料来源:瑞可达招股说明书
60、,兴业证券经济与金融研究院整理 电连接器:高速电连接器:高速 IO 连接器与光模块对插使用,需求量强相关;海外龙头已推出连接器与光模块对插使用,需求量强相关;海外龙头已推出针对针对 1.6T 封装的电连接器及配套产品组合,国内封装的电连接器及配套产品组合,国内 112G 逐步起量追赶。逐步起量追赶。对插使用下,高速 IO 连接器与光模块配比至少为 1:1,且有预留冗余性以满足未来升级。目前以 Molex、安费诺等为代表的海外巨头已推出满足 224G 的 1.6T 光模块配套使用的 IO 连接器;国内以鼎通科技为代表,也已实现 112G 壳体产量批量化量产,以支持光模块行业加速迭代。图图 27、
61、光模块和高速、光模块和高速 IO 连接器对插使用连接器对插使用 资料来源:QSFP-DD MSA,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -19-行业深度研究报告行业深度研究报告 高速背板连接器价值量高,高速背板连接器价值量高,224G 产品满足服务器与交换机内部升级。产品满足服务器与交换机内部升级。该产品主要用于连接单板和背板,适用于服务器、交换机、路由器和光纤传输,目前已有224G 产品以支持超高性能服务器的升级成熟。图图 28、Molex OSFP 1600 连接器及连接器及 224G 产品组产品组合合 图图 29、Mo
62、lex 224G 背板连接器及电缆背板连接器及电缆 资料来源:Molex,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:Molex,兴业证券经济与金融研究院整理 光纤要连接到光模块,必须要配上合适的光纤连接器。光纤要连接到光模块,必须要配上合适的光纤连接器。光纤连接器的型号一般由两部分组成:结构形式/端面形式。以 FC/PC 型光纤连接器为例:FC 表示光纤接头的外观结构类型;PC 表示光纤接头内插针端面类型。按传输媒介的不同,可分为常见的硅基光纤的单模和多模连接器,还有其它如以塑胶等为传输媒介的光纤连接器。图图 30、MPO 的配线方式(直连、转接其他接口)的配线方式(直连、转接其他接口)资料来源
63、:起浪光纤,兴业证券经济与金融研究院整理 光纤连接器行业竞争激烈,龙头效应显著;头部公司已推出支持光纤连接器行业竞争激烈,龙头效应显著;头部公司已推出支持 1.6T 光模块的光模块的MPO。目前全球主要生产厂商,包括 T&S Communications 太辰光、US Conec(康宁、藤仓和 NTT-AT 三家领先的通信科技公司的合资企业)、日本 Senko、Siemon 西蒙、Amphenol 安费诺、Suzhou Agix 苏州安捷讯光电科技、Sumitomo Electric(住友电装)、Nissin Kasei(日本日新化成)、Molex、Panduit(美国泛 请务必阅读正文之后的
64、信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -20-行业深度研究报告行业深度研究报告 达)等。新易盛和 SENKO 合作推出了串口速率 100G/通道的 1.6T 光模块用MPO。图图 31、全球、全球 MPO 光纤连接器龙头(光纤连接器龙头(2021)图图 32、SENKO 1.6T 光模块用光模块用 MPO 资料来源:QYResearch,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:SENKO,兴业证券经济与金融研究院整理 3 3.4 4、其他:陶瓷基板、薄膜铌酸锂、其他:陶瓷基板、薄膜铌酸锂、TECTEC 等环节受益行业进展等环节受益行业进展 1)光芯片封装方案广泛采用陶瓷基板
65、,受益)光芯片封装方案广泛采用陶瓷基板,受益于于光芯片需求放量。光芯片需求放量。在气密性封装的光模块中,陶瓷外壳成本占比约为在气密性封装的光模块中,陶瓷外壳成本占比约为 15%。在工作环境复杂,对可靠性要求高的光模块中广泛采用气密封装,该方案陶瓷外壳成本占比约 15%。现有高速光模块中现有高速光模块中 COB/COC 为主流封装形式,光芯片封装方案广泛采用氮化为主流封装形式,光芯片封装方案广泛采用氮化铝陶瓷基板,随光芯片的爆发迎来需求显著提升。铝陶瓷基板,随光芯片的爆发迎来需求显著提升。数通高速光模块大多采用COB/COC 封装,需要用到陶瓷基板(submount)用来承载保护光芯片;随着未来
66、光模块速率提升,对应通道数增加,带动光芯片需求的显著提升,陶瓷基板与光芯片数量强相关,同样受益于行业需求爆发。表表 4、优迅科技优迅科技(典型气密性封装企业典型气密性封装企业)成本结构成本结构 年度年度 主要原材料主要原材料 采购金额(万元)采购金额(万元)占材料采购总额比例占材料采购总额比例 2021 年 1-9 月 光芯片 1773.63 32.37%陶瓷外壳陶瓷外壳 892.88 16.30%TEC 787.43 14.37%自由空间隔离器 316.28 5.77%非球面透镜 221.22 4.04%合计 3991.44 72.86%2020 年 光芯片 2638.60 31.67%陶瓷
67、外壳陶瓷外壳 1294.25 15.53%TEC 1091.90 13.10%自由空间隔离器 614.39 7.37%非球面透镜 449.64 5.40%合计 6088.78 73.07%资料来源:优迅科技,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -21-行业深度研究报告行业深度研究报告 中瓷电子为国内光模块用电子陶瓷产品领军企业,产品成功覆盖 400G、800G 等高速率光模块,凭借过硬的技术实力和成本、交付优势,加速国产替代。京瓷也已在 2023 年 OFC 推出了可实现 200G 波特率高速陶瓷封装和对应基板和载体。2)
68、光模块速率提升,或带来调制方式升级,薄膜铌酸锂潜在受益。)光模块速率提升,或带来调制方式升级,薄膜铌酸锂潜在受益。基于铌酸锂(基于铌酸锂(LiNbO3)的调制器可以提供更低的光损耗和更高的最大调制频率,)的调制器可以提供更低的光损耗和更高的最大调制频率,薄膜方案解决传统形式体积过大的问题。薄膜方案解决传统形式体积过大的问题。基于硅基的调制器速率约为 60-90Gbaud,基于磷化铟(InP)调制器可达到 130Gbaud,而基于 LiNbO3 的调制器可能超过 130 Gbaud。基于这种优势,铌酸锂调制器在长途相干光传输和超高速数据中心的场景具备良好的竞争力。铌酸锂材料走向薄膜化后,在具备优
69、秀光学性能的同时,还能做到小型化,可满足相干、数通光模块日渐小型化的要求。图图 33、基于薄膜铌酸锂的异质集成方案(调制器)、基于薄膜铌酸锂的异质集成方案(调制器)表表 5、薄膜铌酸锂适用于调制器等器件薄膜铌酸锂适用于调制器等器件 基础材料基础材料 III-V 族族 薄膜铌酸锂薄膜铌酸锂 硅硅 氮化硅氮化硅 无源器件 调制器 偏振器件 激光器 探测器 放大器 资料来源:铌奥光电,兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源:铌奥光电,兴业证券经济与金融研究院整理 薄膜铌酸锂单波速率极限高,未来超高速率下有望逐步下沉至数通市场,短期应薄膜铌酸锂单波速率极限高,未来超高速率下有望逐步下沉至数通市场,短期
70、应用上仍有较大挑战。用上仍有较大挑战。在高速场景下,薄膜铌酸锂拥有高带宽、低传输和耦合损耗、低功耗的优势;通过混合波导方式,用薄膜铌酸锂做调制器,通过异质集成利用CMOS 硅光平台来集成硅锗探测器或与 III-V 族方案进行集成。过去主要基于相干市场进行试验,短期内在高速数通领域产品成熟度的商业化和成本上仍有挑战。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -22-行业深度研究报告行业深度研究报告 3)TEC:光模块温控必备环节,受益于光模块需求增长。:光模块温控必备环节,受益于光模块需求增长。TEC 芯片用来确保光模块工作性能,并向芯片用来确保光模块工作性能
71、,并向 Micro TEC 形态升级。形态升级。由于光模块在工作过程中为了维持性能稳定,需要相对恒定的温度范围,太高或者太低就会产生负面影响。TEC 可以通过精准控制激光器的温度来保持光模块正常工作。在形态演进上,由于光模块的体积不断缩小,TEC 也在往 Micro TEC 演进。超微型制冷器件又称 Micro TEC,参考有些日本 TEC 制造企业定义:一般是指晶粒尺寸小于 0.35mm,高度小于 0.4mm,TEC 整体尺寸不大于 3mm*3mm 的 TEC。超微型制冷器件与传统的压缩机比对具有体积小、无噪音、无污染、可靠性高等优势。图图 34、MicroTEC 器件器件 资料来源:富信科
72、技,兴业证券经济与金融研究院整理 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -23-行业深度研究报告行业深度研究报告 4、投资逻辑及标的推荐、投资逻辑及标的推荐 英伟达明确训练芯片升级路径,训练英伟达明确训练芯片升级路径,训练+推理需求持续保持光模块长期成长;推理需求持续保持光模块长期成长;1.6T光模块产业成熟后凭借单位功耗、成本优势,将由供给端推动产业升级。光模块产业成熟后凭借单位功耗、成本优势,将由供给端推动产业升级。2024年,英伟达有望于上半年推出 B100 系列芯片,网卡配置升级至 800G,交换机传输间或标配 1.6T 光模块。现有 1.6T
73、光模块光口为 8*200G 方案,电口仍为 16*100G 方案。200G SerDes 有望于 2024 年 Q3-Q4 推出,助力 1.6T 光模块光口与电口速率匹配达到最佳状态,进一步降低功耗。2024 年 1.6T 光模块逐步起量,2025 年匹配 B100 有望实现超百万级别放量。200G PAM4 EML 是最为成熟的 1.6T 光模块适配的光芯片,200G VCSEL 研发相对滞后;叠加 1.6T 单模标准制定的领先,单模占比有望显著提升。传统 EML、VCSEL 芯片紧缺下,硅光芯片有望逐步产业化,凭借低成本、低功耗等优势或成为 1.6T 光模块补充方案。未来超高速率下薄膜铌酸
74、锂有望逐步下沉至数通市场,短期应用上仍有较大挑战。表表 6、1.6T 产业链受益标的产业链受益标的 光芯片 Lumentum(美股)、Coherent(美股)、源杰科技源杰科技、海信宽带(未上市)、长光华芯、光迅科技、仕佳光子等 光器件 Fabrinet(美股)、天孚通信天孚通信、腾景科技等 光模块/光引擎 Coherent(美股)、中际旭创、天孚通信、新易盛中际旭创、天孚通信、新易盛、光迅科技、剑桥科技、华工科技、联特科技等 DSP/Serdes Marvell(美股)、博通(美股)、Credo(美股)交换机 博通(美股)、Marvell(美股)、盛科通信 硅光设备 罗博特科 薄膜铌酸锂 光
75、库科技、铌奥光电(未上市)连接器 鼎通科技、太辰光、博创科技 电子陶瓷 中瓷电子 TEC 芯片 富信科技 资料来源:Wind,兴业证券经济与金融研究院整理 中际旭创:中际旭创:未来应用端逐步落地和 AI 加速 1.6T 周期来临助力中长期成长,行业竞争格局稳定,泰国工厂扩建夯实 800G 放量基础,公司有望持续高份额出货并打开业绩上修空间。天孚通信:天孚通信:AI 客户持续上修总需求水平,叠加公司无源器件和光引擎 800G 产品份额持续提升,公司积极加速产能扩张并进行全球化布局,同时积极进行1.6T 高速光引擎的研发突破,未来仍具备较大成长空间。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读
76、正文之后的信息披露和重要声明 -24-行业深度研究报告行业深度研究报告 新易盛:新易盛:高增长预期下公司加速产能扩张,有望受益 2024 年大客户 400G 需求爆发,800G 产品有望与头部客户形成良好合作关系并于 2025 年开始加速放量。率先布局 LPO、硅光,加速 1.6T 产品迭代研发,未来成长空间广阔。中瓷电子:中瓷电子:半导体精密陶瓷零部件持续突破,高速光模块陶瓷外壳加速放量;GaN PA 份额稳步提升,募投卫星通信、6G 领域,未来成长空间广阔;SiC 主驱参数验证通过,批量出货在即。鼎通科技:鼎通科技:通信方面,公司 112G 产品放量确定性强,目前客户订单预期已经有明显好转
77、,马来西亚产能布局进入收获期。汽车方面,汽车连接器客户和产品开拓顺利,预计 2025 年将再上台阶。表表 7、当前估值、当前估值较低较低,未来增长确定性强,未来增长确定性强(2024-01-25)代码代码 公司公司 投资评级投资评级 收盘价收盘价(元元)市值市值(亿元亿元)ESP(元)(元)P/E 2022A 2023E 2024E 2025E 2022A 2023E 2024E 2025E 300308 中际旭创 增持 118.35 950 1.52 2.68 6.36 8.73 78 44 19 14 300394 天孚通信 增持 98.98 391 1.02 1.67 3.04 4.25
78、 97 59 33 23 300502 新易盛 增持 54.60 388 1.27 0.92 1.85 2.58 43 59 29 21 003031 中瓷电子 增持 70.48 227 0.46 1.55 2.55 3.51 152 45 28 20 688668 鼎通科技 增持 47.68 47 1.70 0.85 3.01 3.80 28 56 16 13 资料来源:Wind,兴业证券经济与金融研究院整理 5、风险提示、风险提示 1、电芯片升级进度不及预期。、电芯片升级进度不及预期。电芯片升级是实现光模块速率升级必备环节,当前对于 1.6T 光模块的落地进展是建立在电芯片顺利实现升级的基
79、础之上,若电芯片升级进度不及预期,可能会对 1.6T 光模块落地进度产生负面影响。2、贸易摩擦加剧。、贸易摩擦加剧。高端光电芯片需从国外厂商购买,公司大客户为海外云厂商。若贸易摩擦加剧,影响行业上游芯片采购和下游客户订单,对公司产生不利影响。3、AI 应用进度不及预期。应用进度不及预期。光模块的长期增量需求建立在 AI 发展之上,除了大模型本身带来的训练需求,AI 应用进展是更长维度的光模块需求增长前提。如果 AI 应用进度不及预期,可能会对光模块行业长期需求产生影响。请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 -25-行业深度研究报告行业深度研究报告 分析师
80、声明分析师声明 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。投资评级说明投资评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 类别类别 评级评级 说明说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后的12个月内公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅。其中:沪深两市以沪深300指数为基准;北交所市场以北证50指数为基准;新三板市场以三板成指
81、为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500或纳斯达克综合指数为基准。股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于15%增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在5%15%之间 中性 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%5%之间 减持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%无评级 由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级 行业评级 推荐 相对表现优于同期相关证券市场代表性指数 中性 相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平 回避 相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数 信息披露信息披露
82、本公司在知晓的范围内履行信息披露义务。客户可登录 内幕交易防控栏内查询静默期安排和关联公司持股情况。使用本研究报告的风险提示及法律声明使用本研究报告的风险提示及法律声明 兴业证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。,本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考,不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约,投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险,任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效,任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准。该等信息、意
83、见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求,必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但本公司不保证其准确性或完整性,也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。本公司并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此相关的其他任何损失承担任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,
84、本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌,过往表现不应作为日后的表现依据;在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告;本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现。过往的业绩表现亦不应作为日后回报的预示。我们不承诺也不保证,任何所预示的回报会得以实现。分析中所做的回报预测可能是基于相应的假设。任何假设的变化可能会显著地影响所预测的回报。本公司的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不
85、同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告并非针对或意图发送予或为任何就发送、发布、可得到或使用此报告而使兴业证券股份有限公司及其关联子公司等违反当地的法律或法规或可致使兴业证券股份有限公司受制于相关法律或法规的任何地区、国家或其他管辖区域的公民或居民,包括但不限于美国及美国公民(1934 年美国证券交易所第 15a-6 条例定义为本主要美国机构投资者除外)。本报告的版权归本公司所有。本公司对本报
86、告保留一切权利。除非另有书面显示,否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权,本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载,本公司不承担任何转载责任。特别声明特别声明 在法律许可的情况下,兴业证券股份有限公司可能会持有本报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。因此,投资者应当考虑到兴业证券股份有限公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。兴业证券研究兴业证券研究 上上 海海 北北 京京 深深 圳圳 地址:上海浦东新区长柳路36号兴业证券大厦15层 邮编:200135 邮箱: 地址:北京市朝阳区建国门大街甲6号SK大厦32层01-08单元 邮编:100020 邮箱: 地址:深圳市福田区皇岗路5001号深业上城T2座52楼 邮编:518035 邮箱: