通信行业专题报告:800G光模块,AI算力底座
(报告出品方:兴业证券)
1、800G 时代已来,高景气周期开启
1.1、光模块:由产品升级驱动的周期成长性行业
光模块是光纤通信中的核心组成部分,实现光信号传输过程中光电转换和电光转 换功能。光模块工作在 OSI 模型的物理层,主要由光电子器件(光发射器、光接 收器)、功能电路和光接口等部分组成,主要作用是实现光纤通信中的光电转换和 电光转换功能。光芯片是光模块的核心元件,基于激光的受激辐射原理完成光电 转换功能:处于基态(稳态)的原子在外来辐射光(由电/光泵浦源产生)作用下 先受激吸收跃迁到高能级(不稳态),再通过合适的能级系统形成粒子数反转,跃 迁到基态,实现受激辐射,发出光子和外来光子的频率、传播方向、偏振、相位 等均相同,从而产生窄谱宽、高功率、强定向性的激光。
光模块处于产业链中游,上游是光芯片与光器件厂商,下游主要应用于电信市场 和数通市场。目前光芯片与光器件国产化程度较低,国内产品多为无源器件、低 速率光芯片,根据 ICC 预测,2021 年我国 25G 光芯片国产化率约 20%,25G 以 上光芯片国产化率仅 5%。高速率产品多为国外头部厂商如博通等垄断,因此上游 光芯片成本占比较高。根据头豹研究院数据,光器件在光模块成本占比超过 70%, 主要来自 TOSA 与 ROSA 组件。下游主要客户包括设备商、运营商以及互联网云 厂商,市场份额集中,客户议价能力较强。在上下游的挤压下,光模块行业竞争 较为激烈,产品量价随产品升级周期性变动。出货量方面,新产品导入阶段出货 量较少,升级中期出货量开始爆发式增长,后期成熟产品的需求逐渐下降。价格 方面,产品价格以每年 17%-18%的平均幅度下降,尤其是新产品出货量达到高水 平后,标准化 ASP 通常迎来大幅下滑,根据 Lightcounting 统计,2018 年标准化 产品的价格同比下跌 37%,打破了 2011 年创下的下跌 33%的纪录。
因此,我们判断光模块是典型的由产品升级驱动的周期成长性行业,判断行业景 气度的关键是产品升级阶段。光模块种类多、升级快,不同应用场景对传输距离、 带宽等性能有不同要求,流量高速增长带来的带宽压力驱动高速率光模块率先在 数据中心部署,电信市场产品升级压力相对较小。技术成熟周期推动数通市场光 模块以 5 年左右的升级周期迭代:2015 年以前,数据中心光模块以 10G、40G 为 主;2016 年,25G、100G 光模块开始部署,2019 年开始大规模放量;2019 年光 模块进入后 100G 时代,上层交换机光模块速率开始向 200G/400G 升级。2022 年, 200G、400G 产品大规模放量,800G 光模块进入导入阶段。
1.2、800G 新产品周期开启,迎来行业新一轮高景气
上游交换机芯片已突破:交换机芯片升级是光模块升级的基础条件,800G 交换机 及芯片市场技术逐渐成熟,51.2Tbps 芯片已突破,800G 光模块升级确定性强。 回顾交换机芯片及光模块部署历程,交换机芯片升级是光模块升级部署的先行条 件:2014 年首款 100G 交换芯片(Tomahawk)送样,2016 年 100G 交换机开始规模部署;2017 年 12 月首款 400G 芯片(Tomahawk3)送样,2019 年 12 月推出 Tomahawk4(支持双倍端口和容量),2020 年起 200G 和 400G 光模块开始上量。 目前多款 800G 交换机芯片已发布,800G 光模块有望开始规模部署。交换机芯片 分为自研与商用两种,自研芯片中思科的 Silicon One G100 交换机芯片支持 25.6T 交换能力,提供 32 个 800G 端口,总交换能力达 25.6T,每个端口也可以拆成 8 × 100G 或者 2×400G 应用。商用交换芯片厂商主要包括博通、Mellanox、Barefoot 和 Innovium,均可提供 25.6T 交换芯片,其中博通的 Tomahawk5 和 Mellanox 的 Spectrum-4 速率高达 51.2Tbps。从交换机来看,思科、新华三与 Mellanox 均于 2022 年发布 800G 交换机,800G 光模块部署势在必行。
行业标准逐渐落地,主要供应商已发布样品并具备大规模量产能力。国内外多个 标准化组织竞相开展 800 Gbit/s 的标准化工作,IEEE802.3 工作组、OIF、IPEC(国 际光电委员会)等组织已对 800Gb/s 直调直检和相干方案进行立项,启动 800 Gbit/s 相关规范的制订工作,对 800 Gbit/s 光模块的应用场景、接口规格等进行了定义; 800G Pluggable MSA 已先后发布面向低成本、100 m 传输距离需求的 8×100 Gbit/s PSM8 以及面向2 km传输距离需求的4×200 Gbit/s FR4规范;由Cisco、Broadcom、 Juniper、Intel 等组成的光模块 MSA 工作组制定了第一个 800G QDFP 双重密度可 插拔光模块的标准,定义了 800G 光模块的尺寸 QSFP-DD800。主要供应商已具备 800G 量产能力:2020 年,华为即发布业界首个 800G 可调超高速光模块;中际旭 创保持行业领先,推出 800G OSFP 和 QSFP-DD800 光模块产品线,可实现 100m – 2km 的传输距离,2023 年批量出货;新易盛等厂商也具备 800G 规模量产能力。
800G 新产品周期增长弹性大(升级路径统一)、确定性强(已批量出货)。后 100G 时代,全球云厂商光模块 200G/400G 升级路径显著分化,驱动数通市场产品周期 熨平;800G 产品升级路径统一,部署速度有望超过 400G,光模块市场未来具有 更强的升级弹性与更大的增长空间。根据 MSA 发布的 800G 光模块白皮书,TORServer 层采用 200G AOC 时,上层需要部署 800G 光模块。可用性、系统成本方 面, 800G 产品同样优于 400G,可以在 1U 的外形尺寸中使用 25.6Tbps 的芯片, 对外 32 个 800Gbps 端口,每比特成本将优于同等的 400Gbps。根据 Dell'Oro 预 测,800G 光模块渗透速率有望高于 400G,到 2025 年在数据中心交换机端口中将 超过 25%。AI 需求爆发加速 800G 光模块布局,北美大客户已开始批量采购,新 增 AI 大客户英伟达带来业绩新驱动,800G 升级确定性强;且行业竞争格局稳定, 头部厂商继续引领行业发展,光模块龙头中际旭创已率先拿到英伟达、谷歌等海 外客户 800G 批量订单,开启量产第一年。
2、AI 算力底座,迎云需求共振
2.1、AI 浪潮催化算力需求爆发,800G 光模块显著受益
ChatGPT 掀起 AI 浪潮催化算力基础设施建设,数通光模块市场迎来新一轮行业 高景气。2022 年 11 月 30 日,OpenAI 发布 ChatGPT,5 天内用户突破百万大关, 月访问量达 2100 万人次,截至 2023 年 1 月末,其月活用户已经突破 1 亿,远远 快于其他消费级应用程序。根据 Sensor Tower 的数据,TikTok 达到 1 亿用户用时 9个月,Instagram 用时30个月。World of Engineering的报告显示,Meta(Facebook)、 Twitter、iTunes 达到 1 亿用户的时间分别为 54 个月、60 个月、78 个月。目前 AIGC 仍然以文字为主,随着图片、音视频等形式的加入,将带来流量的爆发式增长。 AI 需要数字基础设施提供算力支持进行训练与模型优化,大模型及其应用的发展 与推广进一步提升流量带宽需求,双轮驱动数通光模块市场迎来行业高景气。
英伟达、谷歌、微软、亚马逊等海外巨头纷纷加码 AI 建设,带动配套高速光模块 需求提升。随着 ChatGPT 在全球掀起新一轮 AI 大模型浪潮,以微软、Google、 亚马逊为代表的科技巨头纷纷加码 AI 建设。①微软:2023 年 2 月初,微软宣布 旗下所有产品将全线整合 ChatGPT,包括 Bing 搜索引擎、Office 全家桶、Azure 云服务、Teams聊天程序等,并于3月16日发布AI办公助手Microsoft 365 Copilot, 搭载了目前功能最强大的 AI 大模型 GPT-4 的 AI 助手将接入微软全家桶产品。② 谷歌:由谷歌和柏林工业大学共同打造的多模态大模型 PaLM-E 目前拥有 5620 亿 参数,是全球最大的视觉语言模型;谷歌旗下两大顶级 AI 团队谷歌大脑与 DeepMind 合二为一设立 Google DeepMind,专攻 AI 相关的战略级技术。③亚马 逊:推出 Bedrock 生成式人工智能服务以及自有大型语言模型泰坦。④英伟达: AI 计算领域的领导者,A100 芯片仍然是唯一能够在云端实际执行任务的 GPU 芯 片;H100 已经全面投产,并部署在多家客户的云计算服务中,包括微软 Azure、 谷歌、甲骨文等客户的数据中心,H100 配有 Transformer 引擎,可以专门用作处 理类似 ChatGPT 的 AI 大模型,由其构建的服务器效率是 A100 的十倍。
产业链上下游公司上调收入指引彰显信心,800G 景气周期再印证。由于大型云计 算公司采用 ChatGPT 等 AI 需要相关网络基础设备,博通预计将受益于 AI 聊天机 器人热潮,公司用于 AI 应用的以太网设备销售额有望从去年的 2 亿美元上升到 今年的超过 8 亿美元,并预测这一趋势将继续加速。Marvell 公布 2024 财年 Q1 财 报,一季度净营收 13.2 亿美元,高于此前市场预期的 13.0 亿元;预计二季度净营 收 13.30 亿美元(±5%),再超市场预期,其中 AI 成为公司关键增长动力,2024 财年 AI 收入预计翻番,并认为未来几年 AI 产业仍将带动公司继续快速增长。英 伟达发布 2024 财年 Q2 财务指引,营收预期达 110 亿美元,较市场预期(71.8 亿 美元)增加 53%,主要系生成式 AI 大语言模型驱动数据中心业务相关产品需求 激增,公司“显著”增加相关产品供应并为下半年进行大量采购,数据中心需求 可见度较高,预计下半年业绩维持高速增长。光模块上下游公司持续高增长,再 次强化印证 AI 推动下的 800G 高景气周期。
东西向流量增长驱动网络架构向叶脊结构升级,大幅提升光模块需求量及传输速 率。根据思科公司预测,2021 年东西向流量将占 85%,其中数据中心内部的流量 占 71.5%,数据中心之间的流量占 13.6%。叶脊架构以更低成本支持大规模网络部 署,在数据中心中得到广泛应用。从光模块需求量来看,传统数据中心架构所需光模块对机柜数倍数仅 8.8 倍,叶脊架构下该倍数增长至 44/48 倍,光模块配置需 求爆发式增长。从光模块速率来看,扁平化的结构利于数据中心增加机柜和服务 器数量,大型化、复杂化的发展趋势催化交换机和光模块提升传输速率满足内部 海量流量的互通。
AI 高性能计算带来算力缺口,高速率、低延时的要求推动胖树(Fat-tree)架构 在数据中心网络中部署,800G 光模块作为高性能计算网络核心部件,率先引领算 力需求爆发。AI 服务器普遍采用 CPU+GPU 的形式, GPU 的单卡核心数能达到 近千个,如配置 16 颗 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core 32GB GPUs 的核心数可过 10240 个,计算性能高达每秒 2 千万亿次,因此对底层数据的传输速率和时延有较高要求。胖树架构上下行端口一致,每个节点上行带宽与下行带宽相等, 带宽 收敛比为 1:1,从而有效降低数据传输时延并提高计算稳定性,在超算中心大规模 部署,驱动光模块向更高速率升级。
以英伟达 16K GPU 训练集群为例,测算单个模型对 800G 光模块需求弹性:服务 器到 TOR 层分 200G(A100)和 400G(H100)AOC/DAC 两种情况,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:A100 GPU 约为 1.25:1,800G 光模块: H100 GPU 约为 2.5:1。基于下游应用角度,谷歌搜索一天访问次数 35 亿次,考 虑谷歌访问量分布,假设 35%集中在欧洲地区晚上 8-9 点,峰值访问量为每秒 340278 次访问量,平均找 1000 字/次,需要约 17 万台服务器。假设全球范围内有 2 个谷歌测算体量相当的大模型,使用 A100 芯片的系统对应光模块(含 DAC) 用量约 613 万个,传输距离为 500m 的 DR8 光模块和 2km 的 FR8 光模块(用于Leaf-Spine)用量为 340 万;使用 H100 芯片的系统对应光模块(含 DAC)用量约 953 万个,传输距离为 500m 的 DR8 光模块和 2km 的 FR8 光模块(用于 LeafSpine)用量为 681 万。伴随视频类交互模式出现,AI 服务器需求量较文字类交互 大幅提升,驱动配套高速光模块需求爆发增长,800G 光模块产业链企业有望显著 受益。
2.2、北美云需求与 AI 共振,驱动数通需求高增长
从资本开支来看,北美云需求仍处于下滑期,但 800G 升级叠加 AI 算力投入带动 云计算基础设施产业链景气度持续提升。2022Q4,海外三大云厂商、Meta 资本开 支合计 396.84 亿美元,同比增长 15.83%,环比增长 4.11%,维持增长态势但增速 有所放缓。2023 年,宏观经济压力叠加前期云计算投入的提前释放,北美云厂商 资本开支短期承压,AI 算力缺口为云计算注入新动力,全年资本开支存在超预期 可能:Meta 全年资本开支指引下调至 300-330 亿美元;谷歌预计全年资本开支和 2022 年相比略有增长;微软预计加大支出力度,加强云数据中心建设,以满足客 户对新型人工智能工具的需求;亚马逊大力投资大型语言模型和生成式人工智能, 预计将长期投资从建设新仓库和配送中心,转向将更多资金投入云计算业务的基 础设施。整体看来,光模块增速短期内承压,随着 800G 产品逐渐上量,有望开启 新一轮景气周期。
云需求与 AI 共振,算力底层基础设施持续受益。根据 800G Pluggable MSA 组织 发布的 800G 光模块白皮书,2017 年-2021 年,全球互联网带宽容量以 48%的年 复合增长率增长。思科的全球云指数预测,全球数据中心到 2021 年达到 628 个, 其中亚太地区占比最高,从 2016 年的 30%升至 39%,北美地区从 2016 年的 48% 降至 35%,位居第二。云计算是流量增长的主要驱动力,2016-2021 年,全球数据 中心 IP 流量 CAGR 为 25%,云数据中心流量 CAGR 为 27%,增速高于整体增速。
3、LPO vs CPO:更低功耗
AI 高算力背景催生低功耗、低延时光模块需求,LPO(Linear-drive Pluggable Optics)与 CPO(Co-packaged Optics)是目前主要探讨的降低功耗方案。Meta 认 为,数据中心网络流量高速增长,尤其是数据中心内部流量显著的增加,导致网 络耗能占比不断提升,并提出随着带宽需求扩大单带宽耗能不断下降的要求;微 软数据显示,服务器带宽增至 800G 时数据传输功耗占比可达 20%。AI 高性能计 算对数据中心光模块速率和数量提出更高要求,催化网络功耗高速增长,“功耗墙” 挑战凸显,保证性能的同时降低功耗成为光模块技术发展的重点,LPO 和 CPO 作 为降低光模块功耗的两种主流技术路径受到广泛关注。
3.1、LPO:深度契合 AI 短距互联诉求,延续传统可插拔光模块优势
LPO 深度契合 AI 短距互联低功耗、低延时需求,且技术更新迭代相对较小,有 望成为 800G 时代重要补充方案。传统光模块通过 DSP 芯片对高速信号进行信号 处理达到低误码率,但功耗较大,以 400G 光模块为例,用到的 7nm DSP 功耗约 为 4W,占整个模块功耗的 50%。LPO 将 DSP 功能集成到交换芯片中, 只留下 driver 和 TIA,并分别集成 CTLE 和 Equalization 功能,用于对高速信号进行一定 程度的补偿。相较 DSP 方案,LPO 可大幅度减少系统功耗和时延,保证一定传输 性能的同时降低成本,并保持可插拔特性便于后续维护。
① 低功耗:Arista 针对不同光学方案进行功耗对比,采用 Linear-drive 方案后, 硅光、VCSEL、TFLN 薄膜铌酸锂光模块的功耗均下降 50%左右。2023 OFC 上 MACOM 展示单通道 100G 的单模 800G DR8、多模 800G SR8 线性直驱方案,在功耗方面多模省 70%,单模省 50%;Arista 展出 800G-DR8 线性直驱方案,较 5nm DSP 方案可节省 30%功耗至 7W。②低延时:不采用 DSP 进行信号复原后系统时 延大幅降低,根据 MACOM 的方案可降低 75%。③低成本:DSP 芯片价格在光模 块成本中占比较大,LPO 采用更复杂 Driver 和 TIA 芯片增加的成本低于 DSP 成 本,光模块整体成本下降。④可插拔:LPO 技术沿用可插拔形式,具有便于后续 维护的优势,催化可插拔光模块新一轮升级周期迎来行业高景气。
头部光模块厂商在 LPO 产品研发方面有望步入快车道,云厂商、设备商积极布 局线性直驱方案。从上游芯片、交换机到下游终端用户均重视 LPO 技术发展与应 用,实现商用确定性较强:在 OFC 2023 上,Macom、Broadcom 等多家厂商展示 了 Linear-drive 方案;Arista 重点展示的 Linear 方案得到博创、NVIDIA 等多家交 换机厂家的认可;头部光模块公司加速 LPO 方案布局,新易盛、剑桥等公司陆续 发布相关产品。
3.2、CPO:降低功耗优势显著,技术尚未成熟仍待改进
CPO 是一种全新的高速率产品形态,可有效降低系统功耗。区别于传统可插拔光 模块,CPO 技术将光学组件与芯片封装在一个模块中,将光引擎移至交换芯片附 近,降低传输距离、提高高速电信号传输质量的同时极大降低系统功耗,且集成 度高大大缩小体积,在高性能计算集群中优势显著,在 AI 集群和 HPC 渗透率有 望逐步提升。根据 Meta 数据,交换机芯片速率达到 51.2T 时 CPO 方案可减低 20% 功耗。
龙头云厂商、芯片公司推进 CPO 技术不断演进,但正式商用时间尚未明确。2020 年底,COBO 和 OIF 成立相关工作组开始制定标准;CPO 的发起者 Facebook 和 微软在 2021 年 2 月发布其 3.2T CPO 产品需求方案;博通在 2021 年年初发布将 ASIC 电芯片和光器件合封的产品;2021 OFC, Intel 与 Ayar Labs 合作实现 8Tbps 的共封装 FPGA,II-VI 展示了 3.2T 速率的 ROSA;2023 OFC,博通的最新交换机 产品 Tomahawk StrataXGS 5 中的 Tomahawk 5 采用光电共封技术,该交换机仅需 5.5W 的功率为 800Gbps 的流量供电;思科也演示了 CPO 技术实现的可行性具体 步骤,预计试验部署与 51.2Tb 交换机周期同时进行,在 101.2Tb 交换机周期内更 大规模地采用;国内光模块厂商也在 CPO 领域布局,但正式商用时间尚未明确。
CPO 技术路径仍待成熟且需求尚未迫切,传统可插拔方案凭借顽强生命力有望继 续主导。①可维护性:CPO 技术非可插拔,后续可维护性较差;LPO 延续可插拔 技术方案优势。②可靠性:因交换机尺寸受限,CPO 时代光引擎基于芯片级的硅光集成,即使是过渡方案 NPO 技术同样基于硅光,但目前没有硅光集成的样机, 硅光长距传输问题仍未解决;交换芯片散热影响激光器性能,光源模组外置方案 或成为主流。LPO 因去除 DSP 芯片影响信号恢复性能,但在 AI 短距互联应用场 景下得以弥补。③商业模式挑战:CPO 对硅光技术储备有较高要求,且由于工艺 无法分离大概率由交换机芯片厂商主导,产业链变动或影响 CPO 技术应用进程推 进。LPO 依赖交换机芯片性能,但对产业格局影响较低。④紧迫性:3.2T 光模块 时代对 CPO 产品形态诉求相对较高,1.6T 时代可插拔光模块已有较为成熟的 8*200G 主流方案满足行业需求。⑤确定性:2023 OFC 中际旭创、新易盛、光迅 科技等光模块头部厂商都已推出 1.6T 光模块,量产时间较为确定,预计在 800G、 1.6T 时代传统可插拔光模块方案仍为主流,CPO 技术仍待成熟。
4、龙头地位稳固,800G 全产业链受益
4.1、800G 竞争格局稳定,AI 催化全产业链受益
光模块行业强者恒强,市场份额向头部集中,国内厂商逐渐崛起。100G 时代,中 短距离应用场景(10km 以下),以中际旭创、AOI、Intel 等龙头厂商占据主要市 场份额,长距离应用场景(10km 以上)市场中,Oclaro、Lumentum、Source,超 长距离(40km 以上)相干光模块市场中,Acacia、Oclaro、Lumentum、华为海思 等厂商占据主要市场份额。从 2018 年开始,大部分日本和美国供应商退出市场, 以旭创为首的中国供应商排名逐渐提高。根据 LightCounting 公布的 2022 年全球 光模块 TOP10 榜单,中国光模块厂商共 7 家入围,中际旭创和 Coherent(并购 Finisar)排名并列第 1,华为、光迅科技、海信宽带、新易盛、华工正源、索尔思 光电分别位居第 4、第 5、第 6、第 7、第 8 和第 10 名。
800G 时代,可插拔仍是主导方案,技术更迭小,考虑北美大客户高验证壁垒,以 中际旭创为代表的行业龙头厂商凭借诸多优势有望维持竞争格局平稳,受益弹性 和确定性强:①技术升级迭代速度快:高带宽压力驱动产品以 4-5 年为周期升级, 光模块厂商需要持续进行研发投入保证技术升级;②产品线扩充能力强:光模块 种类繁多,单个细分产品市场空间有限,只有扩充产线才能突破增长瓶颈,然而 单个产品升级快导致光模块厂商难以在全部细分市场占据主导地位,一定程度上 抑制市场集中度提升;③成本控制能力强:产品线的不断扩充及产品技术迭代升 级需要较多研发投入,同时产品生命周期短,良率提升空间小,成本与费用相对 高企,成本控制能力保障公司盈利能力。④交付能力要求高:光模块下游行业市 场集中度高,头部企业议价能力强,行业内部竞争激烈,需要通过规模优势、可 靠的交付能力建立相对稳定的上下游合作关系。800G 升级叠加 AI 带来长期想象 空间,光模块、光器件、光芯片、陶瓷外壳等 800G 产业链均有望显著受益。
4.2、重点公司分析
400G 时代,光模块产品升级周期性得到验证,产品升级初期是投资最好阶段。光 模块升级初期,老产品增速下降,新产品尚未放量,不足以拉动整个行业的高增 长,行业进入青黄不接的阶段,板块估值和业绩预期都较低,随着新产品升级带 来新一轮景气周期预期来临,板块估值有望迎来巨大提升;产品升级中期,业绩 逐渐兑现,新产品放量带动行业爆发式增长,仍有一定上涨空间;产品升级周期 尾声,行业进入景气下行阶段。以光模块龙头中际旭创为例,2019 年,400G 光模 块开始进入升级初期,公司营收同比下降 7.73%,归母净利润下降 17.59%,但市 场对 400G 新一轮升级周期的乐观预期驱动股价有较大涨幅,光模块板块估值也 有大幅提升,Wind 光模块指数 19 年上涨约 70%。
中际旭创
800G 多次加单提升行业景气度,公司持续高份额引数通市场。公司率先拿到英伟 达、谷歌等海外客户 800G 批量订单,有望高份额出货,开启规模量产第一年;预 计明年英伟达和谷歌进一步加大需求,亚马逊、Meta、微软等厂商通过验证进入 量产,公司迎来业绩拐点;泰国工厂扩建夯实 800G 放量基础,未来有望继续引领 市场,业绩拐点有望逐渐出现。 AI 加大 800G 新产品需求弹性,公司前瞻布局前沿技术。光模块数量与 GPU 成 正相关,伴随视频类交互模式出现,驱动配套高速光模块需求爆发增长。在 AI 算 力中心低功耗诉求迫切背景下,LPO 线性直驱技术降低功耗与延时性能优势突出, 公司目前已有 LPO 相关技术储备,随着低功耗 LPO 方案的推广,公司有望步入 快车道。公司发布 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光通信模块,提前布局 1.6T 时代。
中瓷电子
光模块陶瓷外壳“一枝独秀”,800G 突破头部光模块厂商。光模块陶瓷外壳&底 座成本占比近 15%,仅次于光电芯片,公司高速光模块陶瓷外壳在国内“一枝独 秀”:400G 光模块用陶瓷外壳已经实现批量出货;800G 产品技术水平已与海外相 当,作为国内重要供应商,正逐步量产,客户主要包括新易盛等国内外头部 800G 光模块公司,未来有望受益 AI 浪潮,加速放量。
天孚通信
800G 叠加 AI 升级周期驱动数通市场持续高景气,公司高速光引擎项目加速放量 打造新增长极。需求方面,数通市场持续高增长驱动公司各系列无源器件需求显 著受益,公司发布 800G 光模块配套应用的光引擎产品和解决方案,作为高速光 引擎龙头企业高速光引擎配套需求以及市场份额有望持续提升,抢占 800G 新周 期市场先机。随着 AI 持续的发展,无源器件和光引擎 400G、800G 产品份额有望 持续提升。在新一轮行业高景气背景之下,公司募投项目扩产计划预计 2023 年开 始加快建设进程,加速海外泰国工厂选址建设,积极进行产能全球化布局,持续 扩张产能并建立产能动态调整机制以应对高涨的需求。
新易盛
公司 800G 有望逐步量产并实现大客户突破,深度受益于新一轮升级周期。凭借 在 400G 的技术积累和产业链上下游的深度耕耘,公司顺利突破北美大客户,实 现 400G DR4 批量供应。公司不断丰富高端产品线,推出多款 800G 光模块;收购 完成参股公司 Alpine 的剩余股权,加码硅光和相干产品技术,顺利推出多款基于 自研硅光芯片的高端光模块产品,加快全球化产业布局;推出采用单波 200bps 技 术的 1.6Tbps 光模块,为下一次产品升级提前布局。产能方面,公司募投项目新 产线的建成夯实放量基础。
AI 算力带动行业需求爆发下,持续加强 LPO 等关键低功耗技术储备。AI 模型网 络架构变革催生光模块需求,800G 光模块 LPO 线性直驱技术低功耗优势深度契 合 AI 诉求,公司于今年 OFC 展会期间推出多款 LPO 相关产品并与主流厂商与用 户建立了良好合作关系;与此同时推出了基于薄膜铌酸锂调制器的业界最节能的 800G 光模块,持续加强未来高新技术领域储备,有望开辟成长“新天地”。
兆龙互连
200/400/800G DAC 稀缺供应商,AI 驱动 DAC 业务迎高增长。DAC 铜缆连接方 案凭借可靠性、低能耗、低时延等优势成为数据中心短距互联(一般在 5m 以内) 的主要方案,主导北美云数据中心短距互联,并适配 AI 超算数据中心需求。AI 产 业发展推动 GPU 需求量激增,DAC 需求量与 GPU 数量强相关,对应市场规模有 望显著增长。公司目前已能够规模化生产应用于传输速率达到 400G 的 DAC 高速 传输组件及配套的高速传输电缆,同时积极布局 800G 传输速率的高速电缆组件, 能满足大型乃至超级数据中心、高速通信领域的数据传输需求。作为国内稀缺的 优质 DAC 供应商,公司构建了强大的产品资质壁垒,高速电缆及组件产品已批量 导入国内头部互联网企业,突破海外市场,间接供货北美云厂商。 PCIe Cable 迎“量价齐升”,服务器内部互连业务迎增长新机遇。公司 PCIe Cable 产品配套 CPU/GPU 与显卡、内存等设备高速连接,受益 AI 服务器规格提升,产 品迎“量价齐升”机遇,有望逐渐量产,贡献增量。
鼎通科技
公司深度绑定全球巨头客户,是 800G 升级&AI 算力核心受益标的。公司提供高 速背板连接器组件和 I/O 连接器组件,主要用于数据中心、通信基站等大型数据 存储和交换设备。凭借优异的模具设计和精密加工制造能力,公司深度绑定安费 诺、莫仕和中航光电等全球知名连接器巨头客户,并于 2022 年成功进入泰科通讯 业务模块,开展 CAGE 及结构件业务合作。目前,公司和客户着力开发 QSFP 112G 和 QSFP-D 等系列产品,未来核心受益 800G 光模块的升级。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。「链接」
中际旭创:全球光模块领先企业,AIGC“旭”光时代再“创”新征程
(报告出品方:东北证券)
1.全球领先的光模块整体解决方案提供商
1.1.AIGC时代全球光模块领先企业
1.1.1. 发展历程:15年砥砺前行,持续聚焦发展高端高速光模块业务
中际旭创是全球领先的光模块整体解决方案提供商。公司自2008年成立以来,始终专注于高端光通信模块的研发生产。经过15年砥砺前行,公司已成为全球领先的光模块整体解决方案提供商。公司凭借持续行业领先的技术和制造能力,集高端光通信收发模块研发、设计、封装、测试和销售于一体,为全球云数据中心客户提供包括100G/200G/400G/800G高速光模块,为电信设备上提供包括5G前传、中传和回传光模块,以及应用于骨干网和核心网传输光模块的一体化高端整体解决方案。
中际旭创自2008年成立以来,经过15年技术积淀及国内外业务持续拓展,目前已成为全球领先的光模块整体解决方案供应商,公司业务发展历程主要分为三个阶段:
1)发展起步阶段(2008-2010年)一拓展10G/40G光模块产品布局,打造技术优势及制造壁垒:2008年公司前身旭创科技有限公司成立,由刘圣等6位博士组成的初创团队共同成立,公司发展初期逐步开展光模块ODM/OEM业务,并获得包括国家科技部中小企业创新基金在内的多个投资项目支持。2009年公司发布小型化、低功耗的10GSFP+系列产品,同时发布国内首款应用于数据中心的40GQSFP+并行光模块产品。2010年公司积极把握北美数据中心光模块迭代升级发展机遇,发布40GCFPLR4及10GSFP+ER光收发器,获得海外客户认可,为后续发展奠定良好基础。
2)业务扩张阶段(2011-2016年)—拓展100G/200G光模块业务,延伸数据中心及企业网等应用领城,持续提升国内外行业竞争地位。2011年公司率先在业界制定出100GQSFP+技术路线图,获得海外云计算大客户认可。2012年公司发布40GQSFP+SR4/IR4/LR4系列产品,广泛应用于大型数据中心、企业网、城域网等领域。2013年公司推出业界首款基于单模并行传输的40GQSFP+PSM产品,应用于和SFP+LR产品高密度互联。2014年获得Google战略投资,公司成为Google在国内的首次投资标的,标志公司获得海外关键大客户的高度认可:发布100GCFP4LR4和100GQSFP28SR4高端光模块产品;40G单模光模块产品全球出货量市场份额达到37%,跻身行业领先地位。2015年推出应用于云数据中心的100GQSFP28SR4/LR4/PSM4/AOC系列产品,应用于接入网和城域网的100G CFP4产品,以及25G SR/LR系列产品。2016年发布100G OSFP LR4-Lite/ER4-Lite/CWDM4/AOC高端产品,及25GSFP28ER-Lite产品,持续巩固公司在全球光通信行业的领先地位。
3)加速发展阶段(2017年-至今)—加速布局400G/800G高速光模块业务,构筑AIGC时代全球光模块领先供应商。2017年公司完成资产重组,正式进入资本市场,更名为中际旭创:率先发布400GOSFP和OSFP-DD系列产品:在安徽铜陵设立全资子公司钢陵旭创,扩张高速光模块批量生产交付能力;组建自有硅光芯片开发团队,针对新一代硅光技术进行战略预研。2018年公司推出业内首款400GOSFP-DDFR4光模块,400G产品开始向客户小批量供应;获得国内主通信设备商5G产品认证和代码,在国内5G市场取得突破:完成非公开发行募集15.56亿元用于光模块扩产项目。2019年公司推出业绩首款400GQSFP-DDER4-Lite光模块,功耗低于10W,为400GDCI光互连和城域网应用提供高性价比解决方案:推出400GQSFPDDDR4硅光光模块:开始800G光模块预研:5G光模块产品成功导入国内主设备商客户,25G前传光模块出货量位居行业前列。2020年率先行业推出800GOSFP和QSFP-DD最新产品:率先推出100G/200G/400GCFP2相干光模块产品:5G领域率先实现25GMWDM彩光光模块和国产MWDMDFB核心光器件研发生产:成立旭创研究院,针对行业前沿技术开展战略研发工作。2021年800G硅光芯片成功开发,启动800G相干光模块研发:推出新一代400G相干光模块系列产品:启动CPO关键技术预研;完成子公司中际智能业务剥离。2022年推出800GOSFP光模块及800GDR8+硅光光模块高端系列产品:400G相干全系列产品实现批量出货。2023年推出1.6TOSFP-XDDR8+新一代产品;推出采用行业最先进的单通道200GPAM4技术的800GOSFPDR4光模块产品;800G系列产品实现批量出货:推出800GZR/ZR+OSFP相干光模块产品;推出业界最高输出功率400G相干光模块产品;通过全资子公司江苏智驰网联入股重庆君歌电子,拓展公司在汽车光电子领域的业务布局。
1.1.2.公司产品矩阵丰富,提供一站式光模块集成解决方案
公司围绕高端光通信模块业务,为客户提供一站式光模块集成解决方案。公司通过清晰的产品发展战略,不断完善光模块系列产品矩阵及下游行业应用领域布局。公司目前四大产品解决方案包括:
1)数据中心及以太网产品:主要产品包括800G/400G/200G/100G/40G/25G/10G光通信模块,应用于云计算、以太网及数据中心互联等场景,广泛覆盖包括面向数字现实、人工智能、机器学习、智能网联等技术产生的数据传输应用。
2)5G网络产品:主要产品包括400G/20G/100G50G/25G光通信模块,针对5G前传、中传、回传提供优化解决方案。
3)相干传输产品:主要产品包括400G/200G/100G相干光通信模块,面向城域网、云计算、数据中心互联、接入网等应用场景提供高灵敏度相干光模块系列产品。
4)光纤到户产品:主要产品包括OSA光电器件组件、100G/40G/25G/10G/1.25G光模块、PON模块,应用于光纤接入网、三网融合、5G/4G移动通讯基站、接入网和数据中心等应用领域。
1.2.公司股权结构情况,管理层具备深厚光通信行业经验
中际旭创核心管理团队持股,具备高度战略凝聚力。公司实际控制人王伟修直接持有公司6.20%股份(通过山东中际投资控股有限公司间接持有公司7.57%股份)。公司控股股东山东中际投资控股有限公司持有公司11.29%股份。公司董事长兼总裁刘圣和苏州旭创科技产品管理副总经理丁海通过苏州益兴福企业管理中心分别持有公司0.27%、0.05%股份,中际旭创第三期员工持股计划持有公司1.40%股份。公司实控人和核心管理团队较高的持股比例,有利于公司针对不断变化的市场环境制定并坚定实施长期战略决策。
公司长期持续积极实行核心骨干人才股权激励计划,建设高凝聚力和战斗力的人才团队,推动公司长期发展。公司自2017年资产重组以来,共推出三次员工限制性股权激励计划和三期员工持股计划:2017年公司推出首次限制性股票激励计划,计划授予359名核心员工共计公司总股本3.60%的限制性股票,激励员工占公司整体员工比例为15.85%。2019年公司推出第二期员工持股计划,计划授予451名核心员工共计公司0.48%的股权,激励员工人数占比13.08%。2020年公司推出第二次限制性股票激励计划,计划授予149名核心员工共计公司1.40%的限制性股票,激励员工人数占比2.56%。2022年公司推出第三期员工持股计划,计划授予249名核心员工共计公司1.40%的股权,激励员工人数占比4.42%。2023年公司推出第三次限制性股票激励计划,计划授予109名核心员工共计公司1.00%的限制性股票。公司对优秀员工进行大范围股权激励,有助于持续提升公司整体战略凝聚力,高积极性的顺利完成公司长期战略目标。公司2023年激励计划行权条件为公司2024-2027年营收平均复合增速不低于76.72%:净利润平均复合增速不低于66.99%。预计2023年股权激励计划合计需摊销的总费用为4.59亿元,2023-2028年需摊销费用分别为1419.00万元、1.70亿元、1.35亿元、8243.00万元、4422.00万元、1274.00万元。
1.3.公司财务状况分析,高速光模块产品推动业务快速增长
公司主营业务长期保持快速增长,营业收入2017-2022年均复合增速32.5%,高端光模块业务近年来成为公司业务主要增长引擎。2022年公司实现营业收入96.42亿元,同比增长25.3%,2017-2022年均复合增速为32.5%,2023年前3季度公司实现营收70.30亿元,同比增长2.4%。自公司2008年成立以来,公司业务始终聚焦于高端光模块产品研发及生产,在发展初期通过先发布局并推出40G数据中心用高端光模块产品打开发展局面;自2017年资产重组以来高端光模块业务快速增长,2022年高端光模块业务营收87.46亿元,2017-2022年均复合增速达到46.6%。2021年公司剥离子公司中际智能电机绕组装备业务,进一步聚焦于高速光模块业务。在全球AIGC推动的人工智能发展浪潮下,公司凭借长期在高端高速光模块的技术引领地位有望持续提升行业竞争地位。
公司国际业务受益于公司在高端光模块领域的技术优势持续快速增长,国内业务近两年受疫情及电信市场5G建设阶段性放缓等因素影响增速有所下降。公司国际业务受益于全球数据中心市场对高速光模块需求的持续增长,以及公司通过多年积淀形成的高端光模块产品技术及制造优势,国际业务营业收入保持高速增长,营收由2017年的19.08亿元提升至2022年83.77亿元,2017-2022年均复合增速34.4%,2022年国际业务营收占比86.9%。公司国内业务2018-2020年受益于国内云计算数据中心扩容及5G基础设施建设实现快速增长,2021-2022年由于疫情及国内电市场5G建设阶段性放缓等因素影响营收增速有所放缓,2022年公司国内业务营收12.65亿元,同比下降34.0%,营收占比13.1%,2017-2022年国内业务营收年均复合增速23.0%。
毛利率方面,公司高速光模块业务毛利率受益于规模效应稳中有升;中低速光模块业务2022年毛利率有所提升;子公司光组件业务毛利率2020-2022年有所下滑。公司高速光模块业务受益于行业领先的技术创新优势、快速量产及交付能力,自2017年资产重组以来毛利率保持稳中有升态势,2022年高速光模块业务毛利率30.8%,相比2017年22.4%提升8.4个百分点,规模效应日益显著。中低速光模块业务由于积极配合国内5G网络建设为下游客户降价供货策略及海外客户进一步向高速光模块产品升级所致,毛利率有所下降,2022年为17.3%,同比提升3.2个百分点。子公司成都储瀚科技的光器件业务受光器件行业竞争日益加剧所致,毛利率由2020年19.3%下降至2022年9.3%。2022年公司整体业务毛利率29.3%,其中国内业务毛利率12.9%,国际业务31.8%,公司高速光模块需求主要来自于海外市场。
公司营运能力稳健,2020-2021年因战略备货导致公司存货周期有所上升,公司持续推进精益化管理变革带动应收账款账期稳步下降。公司2019-2020年间净现金期有所提升,由2018年155天提高至2021年239天,主要是由于公司在此期间针对全球疫情及下游数通和电信市场对光模块需求升级影响加大战略备货所致。存货周转方面,公司2019年-2021年存货周转天数有所增加,主要是因为公司加大战略备货所致,2022年存货周转天数下降至203天。应收账款方面,公司应收账款周转天数由2017年82天下降至2022年65天,体现出公司对下游客户议价能力及自身账期管理能力持续提升。应付账款方面,公司应付账款周转天数由2017年148天缩短至2022年62天,体现出公司对上游光器件等供应商伙伴改善付款账期所致。
2.光通信行业:AIGC时代深度受益算力爆发式增长需求
2.1.光通信产业链作为数据中心及电信网络传输中枢,深度受益AIGC算力需求增长
2.1.1.光模块为光通信网络中实现光电转换的核心部件
光通信在通信系统中不可或缺,应用领域有望逐步拓展。光通信作为目前多种通信方式中的一类,主要指以玻璃光纤为介质。光纤通信的通信系统,属于通信技术的一种。因光纤传输的高速率低损耗优势在通信系统中广泛应用。目前电信系统组成中的发射机、接收机、传输媒介以及模拟数字信号的转化过程中均需用到光通信技术。随着全光网建设进程深入光通信将进一步提升在通信网络中的应用广度,光通信产业链处于长期成长周期。
光模块作为光纤通信核心承载传输中枢,实现光信号传输过程中光电和电光转换的重要功能。光模块目前以可插拔式为主,其结构中TOSA和ROSA为核心器件。光模块集成了发射及接收数字或模拟信号的功能,通常以独立于网络外部的可插拔式为主,也有网络芯片形式。一个典型光模块包含发射器、接收器、集成电路、射频电路、数字控制及机械部件等部分。其中TOSA(发射光组件/Transmitter OpticalSubassembly)、ROSA(接收光组件/Receiver Optical Subassembly)及电路板是成本占比最高的部件。而TOSA和ROSA作为发射和接收信号的关键器件,直接影整体光模块性能,其中TOSA主体为VCSEL、DFB、EML等激光器芯片,ROSA主体为APD、PIN等探测器芯片。一般光模块中光芯片成本占比在30%-40%左右,而高端高速光模块中光芯片成本占比可以提升至50%左右。
2.1.2.电信侧光模块:前传、中后传向更高速率演化
5G演进下前传带宽催生50Gb/s及更高速率光模块需求。通信领域前传光模块是连接基带处理单元(BBU)与远端射频单元(RRU)/有源天线处理单元(AAU)的重要构成部分。其速率不断演进从2G的1.25Gbps、3G的2.5Gbps4G的6/10Gbps,传输距离包括300m、1.4km和10km等。5G接入网下AAU天线数量将提升8倍,空口带宽从20MHz升至100MHz,同样CPRI方案下带宽需求将提升40倍。通过eCPRI切分方案将部分BBU部署在AAU上降低带宽需求从而使得目前5G前传接口带宽需求为25Gbps。但未来随着Sub10GHz、毫米波等频段上逐步部署,天线和空口数进一步增加,前传光模块速率将达到50Gb/s。
2.1.3.数通侧光模块:东西向流量推动IDC架构不断演化,高速率低能耗让CPO技术成为发展趋势
交换芯片速率提升带动800G、1.6T高速率光模块需求。从目前数据中心光模块部署进度来看,2019~2020年起亚马逊、谷歌、微软、Facebook等北美头部云厂商的超大型数据中心内部互连已开始商用部署400Gb/s光模块;而国内数据中心节奏相对较慢,100Gb/s向400Gb/s的过渡正在大规模部署。此外,从数据中心交换芯片吞吐量历史演进来看,一般每两年速率提升一倍,预计2023年将达到51.2Tb/s,2025年之后达到102.4Tb/s。交换芯片速率指数增长下800Gb/s和1.6Tb/s等更高速率将光模块需求有望逐步放量。
数据中心内部互联数据流量(东西向流量)占比大,光模块向高速率、低功耗、低成本和智能化方向演进。速率方面,提升驱动力主要来自交换芯吞吐容量和Serdes带宽提升,Serdes是ASIC芯片与外界交换数据的基本单元,光端口带宽为Serdes带宽整数倍,如100G CAUI4端口包含4个25G NRZ Serdes。功耗方面,400Gb/s光模块早期功耗为10~12W,预计随着技术进步长期功耗有望降低至8~10W;目前800Gb/s光模块功耗为16W左右,此外光电共封装光引擎(CPO)技术也是未来发展趋势,通过光引擎与交换芯片合封来降低互连SerDes功耗及成本能够降低光模块未来随着速率提升而带来的功耗指数级增长。降低成本方面,主要通过调整机柜布局、DAC代替光缆、非相干方案长距离拓展等途径实现。智能化方面,AI、机器学习、大数据技术赋能光模块健康度监控及故障预警等功能的增加也对光模块提出了新的要求。
推算AI类大模型带来算力需求给光模块带来市场空间增量约为6%-10%。依据集邦咨询推测,类ChatGPT大模型训练及推理运营所需算力合计约为30000块英伟达A100GPU;假设按照英伟达SuperPOD方案,根据上述测算,GPU与光模块数量之比为1:4.25-4.86,取4.5计算。假设保守/中性/乐观情境下,类ChatGPT大模型数量分别有15/20/25个,200G光模块单价为200美元,则最后得出在保守/中性/乐观情景下AI服务器及数据中心带来的光模块增量市场空间分别为4.05/5.40/6.75亿美元;根据Yole数据,2021年全球数通光模块市场空间约59亿美元,2021-2027年CAGR为19%,按照2022年增速20%测算,则2022年全球数通市场规模约为71亿美元。AI大模型带来的数据中心光模块增量在保守/中性/乐观情景下分别为6.4%/8.5%/10.6%。
2.2.需求端:AI驱动高速光模块需求量快速增长
2.2.1.AIGC及云计算等驱动下数据流量爆发增长,算力需求及支出激增
人工智能、云计算、5G、大数据、元宇宙等新技术应用爆发下数据流量高速增长,数据中心主导数据流量处理和交换。根据公开数据,2021年全球产生数据流量为20.8ZB,其中99.04%(20.6ZB)为数据中心IDC产生的流量。其中数据中心内部、数据中心与用户间、数据中心与数据中心间产生的流量分别为14.7ZB、3.1ZB、2.8ZB。2016到2021年全球数据中心流量从6.8ZB增至20.6ZB,年复合增速24.8%,而云数据中心流量从6ZB增至2021年的19.5ZB,年复合增速达26.6%。在我国东数西算、数字经济建设背景下对于核心算力基础设施数据中心的高吞吐及大带宽需求愈发迫切。
2.2.2.互联网/云厂商数通光模块需求逐步成为主导,AI驱动云计算厂商资本开支有望反弹
AI推动下云计算及互联网厂商资本开支有望迎来回暖复苏拐点。光模块行业景气度与下游应用客户通信运营商及互联网内容提供商的资本支出情况高度相关。根据统计测算,2015年以来通信运营商资本开支整体增长幅度不大,2021Q3、Q4因国外运营商5G投资加大有所增长。互联网厂商则为应对数据流量持续增长带来的服务需求不断加大资本投入,2015Q1互联网内容提供商(ICP)的资本开支占比不足20%,至2022Q4占比已超过50%。从季度增速来看,ICP资本支出增速长期大幅快于通信运营商(CSP),但在2022年全球ICP和CSP均受疫情及经济影响逐季度下滑,2023Q1全球CSP资本开支359亿美元,同比下降13.7%:ICP资本开支414亿美元,同比下降8.6%。在OpenAI推出ChatGPT大模型后,海外各大科技企业纷纷加大AI大模型投入,ICP资本开支增速有望在2023年下半年呈现稳步回升态势。
2.2.3.AI驱动下光模块市场增速有望迎来反转
2027年全球光模块市场空间将达到247亿美元,数通领城用光模块将成为主要增长引擎。根据丫ole数据预测,2021年全球光模块市场空间约102亿美元,至2027年将增至247亿美元,年复合增长率达16%。数通市场受到AIGC、云计算等驱动需求增长更快,市场规模预计将从2021年的59亿美元增至2027年的168亿美元,2021-2027年CAGR为19%。数通市场细分来看,CPO/OBO光模块增速最快,以太网光模块市场空间最大。预计以太网光模块市场空间从2021年的49亿美元增至2027年的142亿美元,CAGR为20%;预计AOC/EOM光模块市场空间从2021年的10亿美元增至2027年的21亿美元,CAGR为15%;预计CPO/OBO光模块市场空间随着逐步大规模应用快速提升,从2021年的1500万美元增至2027年的5亿美元,CAGR高达84%。电信市场规模从2021年的43亿美元增至2027年的79亿美元,2021-2027年CAGR为8%。电信市场细分来看,波分复用光模块占比最大且增速最快,是电信市场光模块主要增量来源,预计波分复用光模块市场规模从2021年的25亿美元增至2027年的58亿美元,CAGR为14%,而PON/无线前传/无线中后传光模块市场空间预计从2021年的10/9/2亿美元变为2027年的12/7/2亿美元,CAGR分别为2%/-5%/0%。
2.3.政策端:全光网建设如火如荼,光通信大有可为
我国通信网络建设当前正处于向绿色全光网迈进关键节点。通信网络是支撑我国数字经济建设及经济社会进一步发展的关键性公共基础设施,其带宽、时延、连接能力的提升是支撑满足AIGC爆发下大流量需求的必要条件。而与传统铜线相比,光纤作为通信介质既可以显著提升网络传输速度,又能够降低能耗,符合国家绿色中国战略要求。回顾我国固网通信接入领域发展历史,2010年前主要以铜缆连接为主,当时技术尚不成熟,速率低且距离受限。2010年-2020年为光纤网络逐步普及,渗透率缓慢提升阶段,骨干网部分铜缆被光纤替代,光纤到户开始建设。2020年至今我国已较大程度实现光纤到户,进一步提速的双千兆战略正在建设,我国固定网络建设正向F5G千兆光网的绿色全光网时代迈进。
2.4.供给端:中国光模块企业全球市场份额不断提升,具备全球领先的综合竞争力
中国光模块厂商凭借本土化用工成本优势快速成长,市场竞争力和份额稳步提升,具备世界一流竞争实力。光模块市场因下游客户较分散且产品种类繁多,竞争较为激烈。光模块厂商参与者众多,竞争格局较为分散。国内厂商经过工艺累积赶超国外厂商后凭借人工成本优势逐步提升市场份额,尤其中际旭创数通领域市占率已达世界一流水平。据Yole数据,国内头部厂商市场份额及排名稳步提升。2018年中际旭创、光迅科技、海信宽带光模块市场份额排在3、5、6位:2019年光迅科技、中际旭创、海信宽带分列4、5、6名:2020年中际旭创、海信宽带、光迅科技市场份额提升,分列3、4、5名。2021年收购了Fifisar的II-VI市场份额12%排名第一;中际旭创份额11%排名第二,与龙头差距进一步缩小;海信宽带和光迅科技市场份额均为约8%,列三、四名,思科7%市场份额排名第五。
3.公司业务:创新技术+量产交付能力+规模优势构筑全球光模块集成解决方案领先地位
3.1.公司产品矩阵:具备全球领先的光模块集成解决方案
公司拥有全球领先的高端光通信模块产品矩阵。公司光模块产品目前有三大产品方案:数据中心及以太网、5G网络产品及相干传输。
1)数据中心及以太网光模块产品:包括800G/400G/200G/100G/40G/25G/10G全速率产品。其中800G产品涵盖行业最新硅光子技术的硅光光模块产品,覆盖100m/500m/2km等传输距离,技术类别包括OSFP和QSFP两大类。
2)5G网络光模块产品:包括400G/200G/100G/50G/25G系列产品,其中400G产品采用QSFP-DD封装技术,发射侧功率0.4dBm-6.5dBm,接收侧功率(16.5dBm)-(2.5)dBm,产品功耗12.0W,覆盖传输距离30km和40km,应用于5G中传和回传。100G产品包括QSFP28 LR4-Dual Rates、SR4-CPRI、eCWDM ET、LR4-Ethernet、ER4-Lite等多种技术类别,产品功耗4.5W,覆盖传输距离500m/2km/10km,应用于5G前传、中传和回传。25G产品包括SFP28ER/SR/LR-Lite/LR-BiDi/LR CWDM/LRLWDM/IRLWDM/LRMWDM等多种技术类别,产品功耗1.0W-2.0W,覆盖传输距离100m/300m/10km/20km/40km。
3)相干传输光模块产品:包括400G/200G/100G相干光模块,其中400G光模块产品包括CFP2和QSFP-DD两种封装技术类别,OSNR灵敏度分别为21.0dBm/23.0dBm和22.0dBm/24.0dBm,功耗分别为24.0W和18.0W/21.0W。200G产品为CFP2封装类别,OSNR灵敏度为14.0dBm/16.0dBm/18.0dBm,功耗22.0W。100G产品分为CFP2和QSFP-DD两种封装类别,OSNR灵敏度分别为11.0dBm/15.0dBm和11.0dBm/14.0dBm,功耗分别为19.0W和16.0W。
3.2.公司核心竞争力之一:全球领先的研发及创新能力
公司拥有全球领先的研发及创新能力,多项自主创新核心技术让公司在全球光通信行业中始终保持高端光模块产品研发竞争优势。公司目前拥有五项光通信核心技术:1)COB光电子器件设计与封装技术:2)单模并行光学设计与精密制造技术:3)多模并行光学设计及耦合技术;4)高速电子器件设计、仿真、测试技术;5)自主开发、全自动、高效的测试平台。
公司是业界首个将COB(非气密封装)技术应用于数据中心光模块产品的企业,一举奠定在数通市场的领先地位。在数据中心40G光模块时代,全球厂商最初采用传统电信市场的BOX(气密封装)封装技术,存在封装成本高昂的行业痛点。公司率先将高自动化的COB封装技术引入数据中心市场,显著降低光模块产品成本,获得了北美云计算厂商的高度认可,由此奠定了公司在全球云计算核心客户的主要供应商地位。COB封装也迅速成为数通市场高速光模块的主流封装技术路线。
3.3.公司核心竞争力之二:快速量产交付能力让公司保持全球光模块交
付领先者公司具备多项快速量产交付核心能力,奠定并巩固公司成为全球光模块交付领先企业的行业地位。光通信行业光模块产品技术升级迭代周期持续加快,因此要想取得并维持全球光模块供应商领先地位,在不断创新的技术研发优势的基础上,快速量产高质量交付能力不可或缺。公司经过10余年深耕光模块生产制造,目前已形成四大快速量产交付核心能力:
1)NPI新产品导入能力:公司凭借全球领先的研发能力,能够针对光通信市场及下游客户需求的变化进行快速响应。公司NPI团队包括工艺、工业、电子、软件、机构、测试等各类工程师,覆盖项目全职能,拥有10余年光模块新产品导入经验。
2)量产支撑能力:公司具备丰富的光模块制造管理及运营经验,制造人员拥有平均超过10年的制造管理经验,光通信运营经验平均运营经验。公司同时打造了完善的制造人员培训体系,通过有效的人员培训和认证系统,保证制造人员技能和素质。此外,公司还拥有高水平的自动化开发及实施团队。
3)领先的生产制造设备能力:公司光学封装设施包括1万级恒温洁净室,面积达到1.5万平方米:组装测试设备包括10万级恒温洁净室,面积达到1.0万平方米。公司光模块产品组装设施覆盖800G/400G、400G/200G、100G/40G、25G/10G共计10余条生产线,包括热压焊机、激光焊接机、端面清洁仪、焊接/软板折弯等全套治具。光模块产品测试设备涵盖800G/400G、400G/200G、100G/40G、25G/10G共计数百套全自动测试系统,包括误码仪、高速示波器、光衰减器、热流仪、以及测试治具和自主开发软件。此外,公司具备光模块生产线自动化设施,帮助公司降低质量风险,持续提升生产效率。
4)高效的制造计划和管理能力:公司拥有成熟的光模块光模块生产线管理体系,整体制造厂区实施ESD防静电监控管理,以及制造6S控制标准。公司采取灵活计划和生产管理,针对不同客户的订单需求进行合理生产资源配置和动态调控,确保及时快速响应客户需求。公司拥有全球供应商伙伴生态体系,在北美、中国、日本均拥有关键器件战略合作伙伴,保证光模块产品的高质量、低成本、快速交付。公司实施有效的生产车间管理系统,通过过程管控、保证可追溯性、质量控制和测试数据自动化处理。此外,公司还制定了完善的PMP产品生产计划和生产作业指导书(MO1),确保生产人员有序进行高效生产。
3.4.公司核心竞争力之三:规模生产优势
公司具备行业领先的规模生产和高质量供货能力,规模优势让公司不断提高承接客户新一代光模块大额订单能力,在光模块从400G向800G和1.6T技术升级周期有望进一步提升行业竞争地位。自2020年全球进入400G光模块时代以来,公司光模块业务营收和产品出货量规模均保持国内第一名的领先地位。光模块业务营收方面,2022年公司光模块业务实现营收94.13亿元,领先于国内第二名光迅科技(69.12亿元),显著高于新易盛(33.11亿元)、博创科技(14.67亿元)、联特科技(8.25亿元)。光模块产品出货量方面,2022年公司光模块销量共计947万个,领先于新易盛(759万个)和联特科技(298万个)。
3.5.公司核心竞争力之四:全球高市场认可度和优质客户资源
公司通过高质量产品保障和优质客户服务获得全球高市场认可度,具备行业领先的优质客户资源。公司秉承“勇于创新、快速响应、专注细节、持续改进”的产品质量方针,坚持注重产品创新丁严控产品质量,全方位服务客户的经营理念,在全球范围内与各主流通信运营厂商及云计算和科技头部企业建立战略合作。在云计算大数据中心、无线接入及传输等应用领域获得市场知名度和客户认可度。公司目前国内主要客户包括华为、中兴、烽火、阿里巴巴、腾讯、百度等知名企业;海外主要客户包括Arista Network、Juniper、Cisco、英伟达、谷歌、亚马逊等知名企业。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站
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