光芯片再次突破！清华大学研制出“太极-II”光训练芯片：首创全前向智能光计算训练架构【附光芯片行业现状分析】

图片来源：摄图网

随着5G、云计算等技术的普及，对高速、高带宽通信的需求激增，推动了光芯片市场的快速增长。 国内企业在中低端光芯片领域已实现技术突破，但高端光芯片仍依赖进口。光芯片领域正加速创新，材料、工艺持续优化，以满足更复杂的通信需求。

日前，据清华大学官方消息，清华大学电子工程系方璐教授课题组、自动化系戴琼海院士课题组另辟蹊径，首创了全前向智能光计算训练架构，研制了“太极-II”光训练芯片，实现了光计算系统大规模神经网络的高效精准训练。 该研究成果以“光神经网络全前向训练”为题，于北京时间8月7日晚在线发表于《自然》期刊。

据清华大学官方介绍，近年间，具有高算力低功耗特性的智能光计算逐步登上了算力发展的舞台。通用智能光计算芯片“太极”首次将光计算从原理验证推向了大规模实验应用， 拥有160TOPS/W的系统级能效，但现有的光神经网络训练严重依赖GPU进行离线建模并且要求物理系统精准对齐。

据论文第一作者、电子系博士生薛智威介绍，在太极-II架构下，梯度下降中的反向传播化为了光学系统的前向传播，光学神经网络的训练利用数据-误差两次前向传播即可实现。两次前向传播具备天然的对齐特性，保障了物理梯度的精确计算。由于不需要进行反向传播，太极-II 架构不再依赖电计算进行离线的建模与训练，大规模神经网络的精准高效光训练终于得以实现。

太极-II的面世，继太极I芯片之后进一步揭示了智能光计算的巨大潜力。 在原理样片的基础上，研究团队正积极地向智能光芯片产业化迈进，在多种端侧智能系统上进行了应用部署。智能光计算平台将有望以更低的资源消耗和更小的边际成本，为人工智能大模型、通用人工智能、复杂智能系统的高速高能效计算开辟新路径。

回看光芯片行业发展情况：

——光芯片是光器件的核心零部件

光芯片主要用于光电信号转换，遵循“Chip-OSA-Transceiver”的封装顺序，激光器芯片(Chip)通过传统的TO封装或新兴的多模COB封装形式制成光模块(Transceiver)。在光通信系统中，常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL 三种类型，分别应用于不同传输距离和成本敏感度的应用场景。

光通信器件根据其物理形态的不同，一般可以分为：芯片、光有源器件、光无源器件、光模块与子系统这四大类，其中，光芯片为光器件(光有源器件和光无源器件)的重要组成部分，而光器件是光模块的重要组成部分。

光芯片的生产流程基本可以分为芯片设计、基板制造、磊晶成长和晶粒制造四个流程，可见其技术壁垒较高，其生产流程具体如下：

——光芯片成本在光器件中占比最高

光模块产品所需原材料主要为光器件、电路芯片、PCB以及结构件等。其中，光器件的成本占比最高，在73%左右。光器件主要由TOSA(以激光器为主的发射组件)、ROSA(以探测器为主的接收组件)、尾纤等组成，其中TOSA占到了光器件总成本的48%;ROSA占到了光器件总成本的32%。

光器件是光模块产品中成本最高的部分，而从芯片层面来看，光芯片又是TOSA与ROSA成本最高的部件，越高速率光模块光芯片成本越高。一般高端光模块中，光芯片的成本接近50%。

——光芯片研发情况

目前，我国高端光模块上游光芯片仍然受限于海外领先企业，以100Gb/s 10/40km光模块核心光芯片53G Baud为例，目前我国大部分头部企业仍在研发阶段，而以SEDI等为代表的国际领先厂家已经基本度过样品阶段实现了规模化量产。

前瞻产业研究院分析认为，从中国光芯片的发展趋势以及历年光芯片市场规模变化情况来看，未来五年中国光芯片产业仍将快速发展。 尽管低端光芯片市场竞争较为激烈，但行业前景较好，政策支持力度强，未来仍将有大量企业入局，随着光模块行业龙头效应愈加明显，我国高端光芯片国产替代率也将稳步提升。

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光通信器件产销全国第1,主营大数据用光模块,布局量子通信光芯片

光迅科技是一家世界重要的光模块供应商,公司光通信器件的产销规模位居全国第1,并且这家企业还布局了量子密钥通信等领域光芯片的研发。

在2023年第三季度，光迅科技受到国内大环境不景气的影响，不仅使光模块的销售速度放缓了，销售回款的时间延长了，并且光模块的利润空间也缩小了，下面我们来详细分析一下这家企业产品的利润空间。

2022年第三季度，光讯科技销售100元的光模块还能赚回22.46元的毛利润，销售毛利率为22.46%。

到了2023年第三季度，这家企业同样销售100元的光模块却只能赚回21.8元的毛利润，销售毛利率降至21.8%，同比下降了3%。

而光讯科技目前的销售毛利率，也就是光模块的利润空间在A股光通讯概念板块83家上市公司中排名第45位。这个名次处在板块中等偏下的位置，说明其产品的利润空间相对来说并不是很大。

因为在报告期内光讯科技的经营情况并不是很理想，这使得公司的净利润出现了下降。

2022年第三季度，光讯科技的净利润还有4.92亿元。到了2023年第三季度，这家企业的净利润就降至4.14亿元，同比下降了16%。

而光讯科技目前的净利润，在A股光通信概念板块83家上市公司中排名第14位。这个名次比较高，说明其规模相对来说并不小。

虽然在报告期内光讯科技的净利润是下降的，但是同期这家企业的现金流还算比较充裕。

2023年第三季度，这家公司的净利润虽然有4.14亿元，但是同期光讯科技因销售光模块而实际收到的现金净额却达到了4.91亿元，同比下降了7%。

经营活动产生的现金流量净额这个指标同比下降，说明和去年同期相比这家公司的现金流能力有减弱的迹象，但是因为光讯科技收到的现金净额高于净利润，所以这说明公司的现金流还是比较充裕的。

除此之外翻译官还发现，在报告期内光讯科技的流动资产高达88.84亿元，而非流动资产只有26.34亿元，这说明公司的流动性非常好。

流动资产是一年内可以变现的资产，而机构估值主要看的就是流动资产。

通过进一步分析我们了解到，在2023年第三季度，光讯通讯的经营情况并不是很理想，并且净利润也出现了下降，但是同期这家公司的现金流还是比较充裕的。

目前，管理层计划投资17亿人民币建设4个光通信生产项目，如果这些项目都能竣工的话，这家企业的产能将放大1倍以上，而产能的放大也会使公司未来的业绩出现增长。

如果把上市企业的基本面从高至低分为A、B、C、D、E五个等级的话，翻译官个人认为光讯科技能维持C级的水平。

请注意：基本面良好的公司，股票不一定会上涨。但是那些能持续大涨的股票，公司的基本面一定非常出色。

而本文既没有推荐光迅科技这只股票，也没有说光迅科技公司有多么的好，而是精炼翻译该企业的财报。

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