通信行业：LightCounting预测AI集群光模块需求浪潮即将到来，国内首个CPO标准制订加速产业发展

通信 行业研究/行业点评 LightCounting预测AI集群光模块需求浪潮即将到来，国内首个CPO标准制订加速产业发展 2023-08-13 报告日期： 行业评级：增持 行业指数与沪深300走势比较 35% 20% 5% -11%8/22 -26% 11/22 2/235/23 51% 通信沪深300 分析师：张天 执业证书号：S0010520110002邮箱：zhangtian@hazq.com 相关报告 1.AI超算引领光通信发展新阶段， 800G光模块和光芯片投资价值几何？2023-06-26 主要观点： 事件： 1）光通信著名咨询机构LightCounting近日发布了2023年7月 《超级数据中心光学报告》指出，未来5年用于AI集群的以太网光模块总销售额将达到176亿美金，占到了所有以太网光模块市场38%。同时，LightCounting指出英伟达AI系统的新设计需要更多光学器件，未来两年英伟达网络的部署可能需要200万个400G SR4和600万个800GSR8光模块。 2）8月1日，中国电子工业标准化技术协会官网宣布，首个由中国企业和专家主导制订的CPO技术标准《半导体集成电路光互连技术接口要求》正式发布实施，标志着国内CPO光互连生态的进 步，CPO在交换机和服务器的产业化落地有望加速。 LightCounting大幅上调了2024&2025以太网光模块市场预测，如果加上英伟达新增需求，数通光模块市场弹性巨大。LightCounting最新报告预测2023、2024、2025全球以太网光模块 市场规模分别为52亿、65亿、83亿美元左右，较Q1的报告分别上调了8%、25%、43%左右，我们看到绝大部分的增量来自AI集群需求，LightCounting认为AI集群应用将掀起一场全新的光学产品需求浪潮。我们在“中国之光系列”报告中曾做过分析，英伟达的H100和GH200系列GPU对800G光模块需求巨大，2024年仅H100销售带来的800G光模块需求或达400万以上。 值得注意的是，LightCounting的以太网光模块预测不包括InfiniBand和NVLINK等英伟达私有协议采购需求。其认为英伟达2022年、2023年200GAOC（每个AOC相当于两个多模光模块）需求分别达到50万、100万，而一旦使用NDR（主要是H100）和NVLINKL2（主要是GH200）的网络部署与当前HDR数量相当，将需要200万个400GSR4光模块和600万个800GSR8光模块。我们假设该需求都在2024年发生，假设400GSR4与800GSR8ASP分别为300美金与650美金，2024年整个数通光模块市场规模将达到110 亿美金。假设2024年交付60%（保守估计），市场规模将达92亿美金，同比增速达77%。 超以太网联盟成立瞄准高性能AI集群网络，以太网AI光模块和应用前端网络升级将构成英伟达以外的市场驱动力。 用于大模型训练的数据中心需要部署高性能无损网络，目前几乎8成的选择为英伟达的InfiniBand系列网卡和交换机，而以太网交换机阵营正在研发使用RoCE（RDMAoverConvergedEthernet）协议的高性能交换机，主要玩家包括思科、Arista、Juniper、HPE、华为、新华三、锐捷等。超以太网联盟（UltraEthernet）近期的成立旨在为高性能网络构建完整的基于以太网的通信堆栈架构，以满足及不断改进用于HPC/AI数据中心的网络需求。超以太网联盟的创始成员既包括主流交换芯片厂商博通、Intel、AMD、思科等，也包括云巨头Meta、微软等。目前适用于RoCE的首代芯片产品已经推出，比如博通的Jericho3-AI芯片以及思科的SiliconOneG200，Arista、思科均表示RoCE交换机明年或实现大批量出货。 市场担心英伟达GPU恢复供需平衡后2025年后光模块需求将下滑，我们认为RoCE交换机的快速发展有望降低现有AI基础设施的部署成本，由于支持低收敛比、全连接胖树架构等特性，其交换机端口（光模块）需求量或与InfiniBand类似，有望驱动2025年后的AI光模块市场增长。此外，AI赋能下的传统互联网应用（聊天软件、办公软件、多媒体创作工具、游戏等）、云平台PaaS/SaaS层以及新兴AI应用均有望带动前端网络扩容和升级，我们看好2025年后数通光模块市场连续增长。 继国内首个chiplet互连标准制订后，首个CPO互连标准由中国计算机互连技术联盟于8月2日发布。 该标准以25.6T交换芯片为例定义了CPO模块的标准规格，一块25.6T交换芯片在封装基板上可采用多种方式（分别是DSP、CDR或直驱）驱动16个1.6T光引擎，光引擎有800GDR8和800G2*FR4两种规格，核心器件包括光电集成硅光芯片、DSP（或线性直驱）、CDR、Mux/Demux以及外置光源ELS。值得注意的是，与采用可插拔光模块的交换机对比，CPO的电芯片需求并未减少，光器件基本都采用硅光方案，激光器存在于ELS中（每个激光器支持4个通道，即每个交换机满插需要16个ELS，64个CW激光器），而高密度MPO连接器需求也并未减少（ELS为一个MPO-12，2*800GDR8光引擎为两个MPO-16,4*400GFR4为1个MPO-12）。 标准认为，未来交换机侧CPO全面普及后，服务器侧网络接口也有望采用共封装方式，一个800G网卡将需要两个400G共封装收发器，采用400GDR4或400GFR4规格，分别采用MPO-12连接器和CS连接器。 CPO将加速发展，用于服务器侧的OpticalIO也有望成为未来5年最具革命性的数据中心互联技术。 随着交换机SerDes向224G/lane演进，SerDes传输功耗和距离限制将成为驱动CPO渗透率提升的关键因素，LightCounting预测2027年CPO在大型数据中心交换机渗透率将达到40%，YOLE预测到2028年全球CPO市场将达2100万美金（CAGR41%）并在2033年达到2.9亿美金。相比于交换机侧的CPO，YOLE认为服务器侧的OpticalIO技术市场发展更快，将在2028年达到1.2亿美金 （CAGR68%）并在2033年达到23亿美金。由于AI芯片算力的快速发展以及机架间互联带宽的快速增长，光进铜退也将发生在计算侧中短距互联，使用OpticalIO技术也增加单位面积的带宽密度并减少功耗。例如，英伟达与AyarLabs正在联合研发用于未来GPU互联的OpticalIO器件，包括TeraPHY光引擎和SuperNova光源，海外科技独角兽预计NVLINK将在6.0-7.0切换为该形态，即2026-2028年。 投资建议 1）近期受海外算力产业链公司Q3业绩指引不及预期影响，国内AI算力和光模块普遍回调，我们认为从中长期来看，IT基础设施投资向AI的倾斜和光模块用量的提升为确定性事件，板块的业绩兑现即使节奏不及预期，但却有望拉长此轮AI投资的波峰。当前光模块业绩兑现仍处早期阶段，我们建议乐观看待2024估值，调整充分的公司具备投资价值，建议关注中际旭创、天孚通信、华工科技、工业富联等。 2）AI/HPC场景可插拔光模块向CPO/OpticalIO形态演进为长期确定反向，建议关注产品形态变化给产业链价值分配带来的变化，建议关注硅光集成芯片、Driver电芯片、CW激光器、MPO连接器、保偏光纤环节，关注光迅科技、仕佳光子、源杰科技、太辰光、光库科技等公司。 风险提示 受上游高端封测产能影响GPU交付不及预期，GPU进口政策发生不利变化，光模块价格降幅超出预期，CPO渗透率不及预期等。 分析师简介 分析师：张天，华安通信团队负责人，5年通信行业研究经验，主要覆盖光通信、数据中心核心科技、通信半导体等。 重要声明 分析师声明 本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，以勤勉的执业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的信息，独立、客观地出具本报告，本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息，本人对这些信息的准确性或完整性不做任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。报告中的信息和意见仅供参考。本人过去不曾与、现在不与、未来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任何形式的补偿，分析结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。 免责声明 华安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。本报告由华安证券股份有限公司在中华人民共和国（不包括香港、澳门、台湾）提供。本报告中的信息均来源于合规渠道，华安证券研究所力求准确、可靠，但对这些信息的准确性及完整性均不做任何保证。在任何情况下，本报告中的信息或表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。华安证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。 本报告仅向特定客户传送，未经华安证券研究所书面授权，本研究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。如欲引用或转载本文内容，务必联络华安证券研究所并获得许可，并需注明出处为华安证券研究所，且不得对本文进行有悖原意的引用和删改。如未经本公司授权，私自转载或者转发本报告，所引起的一切后果及法律责任由私自转载或转发者承担。本公司并保留追究其法律责任的权利。 投资评级说明 以本报告发布之日起6个月内，证券（或行业指数）相对于同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准，A 股以沪深300指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标 的）为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以纳斯达克指数或标普500指数为基准。定义如下：行业评级体系 增持—未来6个月的投资收益率领先市场基准指数5%以上; 中性—未来6个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%; 减持—未来6个月的投资收益率落后市场基准指数5%以上; 公司评级体系 买入—未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15%以上；增持—未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%至15%； 中性—未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%；减持—未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5%至15%； 卖出—未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15%以上； 无评级—因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，致使无法给出明确的投资评级。