华泰联合证券：光通信大步向前，打造AI时代算力“光底座”

光通信是AI时代的算力基础、数字经济的重要底座、互联通信的“高速公路”，光通信产业的高质量发展是我国全面提升人工智能发展质量、实现数字中国建设、加快实现科技自立自强的必然选择。

2023年随着ChatGPT拉开AI时代新序幕，对算力需求的大幅提升加快了新型基础设施建设速度，光通信产业发展动力顺势由云计算切换至AI算力需求，一扫上半年传统云计算厂商资本开支缩减的阴霾，再一次迎来波澜壮阔的上升通道。数通市场受益AI训练算力需求、全球数据规模增长叠加网络架构转型，持续推升上游光通信需求；电信市场5G建设与PON市场景气高企直接拉动光通信需求稳步增长。

近年来，国产光模块企业全球市场份额不断提升，具备世界一流竞争实力，已占据全球光模块市场半壁江山。但我国光芯片企业起步晚，在高端光芯片领域仍与海外存在差距，光芯片作为光产业的核心壁垒，亟待在本土光模块企业的国产替代需求和硅光芯片新需求下实现技术赶超。放眼未来，随着国内AI产业政策持续落地，光通信产业链即将开启“黄金时代”。在高算力、低功耗需求下，LPO、CPO、薄膜铌酸锂、硅光技术有望成为高算力场景下“降本增效”的解决方案。

2023年资本市场环境发生较大变化，然而光通信行业再融资依然活跃，一级市场股权投资也继续大踏步向前，光芯片企业屡获大额融资。二级市场上，光通信企业普遍跑赢大盘，估值经下半年调整后回归理性水平。华泰联合证券近年来持续服务知名光通信企业，涵盖光芯片、光模块、光学元件、光纤光缆、算力中心等多个产业链上下游领域，全面赋能本土创新企业借力资本市场做大做强。

（一） AI 高性能网络开启光通信产业链“黄金时代”

1 、A I 商用快速推进，头部云厂商算力投入有望持续加码

2022年11月30日，OpenAI发布AI驱动的自然语言处理工具ChatGPT，全球各大科技企业相继推出AI技术和应用平台。2024年2月16日，OpenAI发布首个文生视频模型Sora，可以用文字指令生成长达60秒的高清流畅视频，在生成视频长度、连贯性、多镜头切换方面具备显著优势，AI技术持续革新。

AI算力需求持续升级。从训练侧看，AI大模型迭代仍在快速迈进，当前可以同时处理不同来源（如语言、图像、音频等）信息并进行联合理解与生成的多模态模型尚处于发展早期阶段，各厂商对大模型训练的投入强度有望保持提升。从推理侧、云计算侧看，随着AI应用的落地和涌现，一方面对AI推理网络吞吐量、通信带宽等要求进一步提升，另一方面有望带动AI所需云基础设施的升级，以支持更大规模、更高性能的计算场景。

资料来源：华为《星河AI网络白皮书》（2023）

预计北美及中国头部云厂商未来将持续加大AI相关资本开支投入。根据IDC数据，预计2026年中国智能算力规模将达到1,271.4 EFLOPS，2022-2026年均复合增长率达47.6%，同期通用算力规模年复合增长率为18.5%。预计2026年中国AI市场规模将达到323.3亿美元，2022-2026年均复合增长率超过25%。

资料来源：IDC《2022-2023中国人工智能计算能力发展评估报告》（2022）

资料来源：IDC《全球人工智能支出指南》（2023）

2 、东西向流量大幅增长，高速率光通信迎来新一轮成长周期

AI大模型参数量、数据集的持续攀升，使得AI训练网络中东西向流量显著增长，在计算、存储器件性能大幅提升背景下，网络通信效率成为计算和存储性能发挥的瓶颈，优化通信策略是提升AI大模型训练效率的关键，云厂商通过提升端口吞吐量、优化组网架构提升GPU集群节点间的通信带宽，上述策略依赖光模块用量增加和速率升级，推动高速率光通信迎来新一轮成长周期。

资料来源：腾讯云官网

资料来源：开放数据中心委员会《数据中心网络技术白皮书》（2021）

3 、迭代周期缩短，1 .6T 光模块、2 00G 光芯片有望于 2024 年导入

由于不与用户侧直接连接，AI训练网络带宽主要由端侧的工作负载、时延要求等因素决定，因此光模块的上量节奏更快，迭代周期大幅缩短推动高速率产品需求的加快释放。根据SemiAnalysis的预测，英伟达或将于2024年推出新一代GPU B100，并预计于2025年推出 X100，产品迭代周期从2年缩短为1年，带来1.6T光模块和200G光芯片需求。

资料来源：Semianalysis

（二）千兆光网和算力网络建设驱动光通信产业电信侧市场需求增长

1、政策驱动+ FTTR 布局，千兆光纤网络建设加速

《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023）》和《“十四五”信息通信行业发展规划》相继出台，明确持续扩大千兆光纤网络覆盖范围。据工信部统计，截至2023年底，我国光纤接入（FTTH/O）端口占互联网宽带接入端口比重已提升至96.3%，光纤入户渗透率较高，但1000Mbps及以上接入速率的用户占固定宽带用户数的比例仅25.7%，千兆光纤网络渗透率仍有较大发展空间。

资料来源：工信部

与此同时，接入网进一步由FTTH（光纤入户）向FTTR（光纤入房间）升级，终端设备数增加，推动光通信相关需求增长。根据Light Counting预测，全球FTTx光模块出货量将从2022年的9,610万增长到2028年的1.3亿，且其中大部分收入来自10G PON。

资料来源：LightCounting

2、东部数据持续西迁，推动全光骨干网建设

2023年12月25日，国家发改委等部门联合印发《关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》，明确加快构建全国一体化算力网，到2025年底，东西部算力协同调度机制逐步完善，国家枢纽节点地区各类新增算力占全国新增算力的60%以上。

资料来源：中国移动《下一代全光骨干传送网白皮书》（2023）

在东数西“算”、东数西“训”、东数西“存”、东数西“渲”业务场景下，东部数据持续西迁，使得骨干传送网承载压力增大。参考东数西算八大枢纽申报未来几年新增机架规模，预计到2027年，骨干传送网累积新增流量将达到1900Tbps，大容量、低时延的新型全光骨干网是实现算力网络目标的关键举措，超大带宽是下一代全光骨干传送网核心能力之一，对应电信场景光通信需求稳定增长。

资料来源：中国移动《下一代全光骨干传送网白皮书》（2023）

（三）硅光技术：集成化推动光通信降本提速

硅光技术以硅和硅基底材料（如SiGe/Si、SOI等）作为光学介质，通过CMOS工艺实现光子器件和光电器件的开发和集成，具备高速度、高并行性、高带宽、低损耗特点，发展前景广阔。

资料来源：Intel官网

硅光技术下游应用多点开花，数据中心为最主要下游市场。硅光技术可广泛应用于5G、数据中心、人工智能、医疗检测、高阶计算、自动驾驶、国防等领域。根据Yole预测，数据中心市场是硅光技术未来主要的应用领域，预计到2027年市场份额将达到4.68亿美元，五年复合增长率为25.89%。

资料来源：Yole

筑牢数字经济的通信“底座”

发展数字经济意义重大，是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。数字经济是以数据资源作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的经济活动。

通信网络是数字经济发展的关键基础设施。十九世纪中期电报机的发明，改变了世界通讯方式。其后，通信技术发展经历了有线通信、无线通信和光通信三个阶段，通信速度、容量、质量逐步提高，覆盖范围逐步扩大，促进了信息传播和共享，有效提升生产效率，进而推动经济发展。近年来，移动通信和卫星互联网建设全面提速，新一代信息技术与人工智能、区块链、云计算等相结合，推动社会快速进入数字经济时代。新技术带来新变革，催生新模式、新业态，经济活动更加智能、高效、灵活，为经济社会发展提供强劲动能和崭新机遇。通信网络是数据、信息的载体和流通渠道，是数字技术平台开发和应用场景建设的根基。通信网络的发展水平、覆盖范围、服务质量等，直接影响着数字经济的发展速度、规模、效率。

我国已逐步形成多层次、多元化的通信网络产业生态，具有较强国际竞争力的产业链体系，覆盖基础层、技术层、应用层等产业链环节，行业上下游和内外部不断产生交叉，实现跨界融合。基础层方面，我国实施了“5G+工业互联网”512工程，推动建设5G、物联网、工业互联网、人工智能等新一代信息基础设施，为数字化转型提供重要支撑。同时，积极参与全球通信网络建设，例如数字丝绸之路、北斗卫星导航双边合作机制等，搭建互信、合作、共赢的桥梁。技术层方面，华为、中兴通讯、大唐电信等通信设备企业在全球市场占有重要份额，为5G、物联网等新技术的推广和应用提供了先进解决方案。在终端设备、芯片、传感器等领域，自主研发和产业化步伐不断加快，国产智能手机品牌具备较强国际竞争力和影响力，芯片应用市场规模大、增速快，不断实现技术突破，传感器市场全球份额相对稳定。应用层方面，共享平台改变出行、消费和生活方式，直播电商、微信小程序等新业态用技术赋能商业，给消费者带来更多购物选择，本地生活服务平台促进消费并创造就业机会。通信网络产业链的生态协作，既促进了内部循环发展，又与各领域数字化转型相互赋能，构建起多元化的数字经济生态圈。通信网络为数字经济提供了基础设施、技术支撑、应用服务，同时，数字经济的发展助推通信网络实现转型升级、创新发展和价值增长。

通信网络是数字经济时代的关键基础设施。要实现数字经济高质量发展，应从以下方面筑牢数字经济的通信“底座”。

一是优化通信网络建设，夯实数字经济发展基础。扩大下一代通信网络覆盖范围，进一步提升城乡、区域、行业普及度，提升网络效率，保障信息传输稳定性和安全性，对重点行业和特殊应用场景给予重点支持，进一步赋能数实融合、助力数字化转型。加大应急救灾和社会安全治理通信技术研发投入和设施建设投入，提高卫星通信技术、无线通信技术和物联网技术在应急管理领域的应用，建设高效、稳定、灵活的应急通信体系，为防灾、减灾、救灾等提供有力技术支撑。

二是加强通信网络安全保障，强化数字经济安全体系。加强通信网络安全领域顶层设计，建立健全数字经济安全法治体系。重视下一代通信网络安全技术和设备研发，提升数字经济时代的国家安全体系和能力现代化建设水平。加强数字跨境安全风险管理，研发数据安全审查和保护技术，建立健全安全风险评估机制，不断提高跨境数据流动监管能力。建立正负面清单制度，在确保数据安全和隐私保护的基础上，实现高质量发展和高水平安全的良性互动。

三是加快通信网络领域创新发展，赋予数字经济高质量发展原动力。重视下一代通信网络基础理论研究和关键核心技术攻关，瞄准“卡脖子”问题和关键器件设计难题，掌握核心算法和软件自主权，提高芯片和终端的自主可控水平，为下一代通信网络的发展奠定坚实的技术基础。紧密结合数字经济的发展需求和特点，深入开展应用创新和场景探索，推动与人工智能、大数据、云计算、物联网、区块链等新一代信息技术的深度融合，打造新型网络架构和模式，为数字经济各个领域和场景提供定制化、差异化、多样化的网络服务和解决方案。

（作者系中国科学院大学经济与管理学院教授 乔晗）

来源： 经济日报

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