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通信行业周报:光学创新的黄金十年

信息技术2024-03-16宋嘉吉、黄瀚、赵丕业国盛证券R***
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通信行业周报:光学创新的黄金十年

驱动光通信迭代的“三驾马车”:带宽、时延、成本。2023年,AIGC点燃人类对AGI之路的期待,在大模型尺度定律(Scaling Law)的第一性原理驱动下,算力成为全球新基建的焦点,英伟达GPU率先起之,Mellanox的IB交换机和博通、Arista等ASIC巨头组建的超以太网联盟及通信设备、器件产业链也异军突起,成为最大黑马。究其原因,是在算网融合下,通信带宽与时延已成为大规模组网算力中的核心制约因素,提升带宽、降低时延,就是在间接降低算力成本,在此过程中,各种创新光学解决方案应运而生,有望催生光学创新的黄金十年。 当我们谈论1.6T时,我们实际上在谈论什么?从100G时代开始,光模块以4-5年一个代际的速度迭代升级,到目前,800G周期已在2023年开启。 与以往不同的是,800G-1.6T周期较以往缩短至3年左右,有望于24H2开启“TB”时代,其背后的推动力正是算网融合下对高速通信的极致需求,微观至网络层面,单台交换机端口的带宽密度越高,GPU对内存的数据存取效率就越高:以百度智能云给出的数据为例,Allreduce带宽直接决定大规模分布式下的整体效率,平均单GPU的Allreduce带宽有5GB/s的时候,大规模分布式的整体加速比只有约70%;平均单GPU的Allreduce带宽20GB/s才能获得约90%的加速比,相当于单GPU跑满400G网卡,因此,AI算力集群中,有必要保持相当比例的Capex投向通信设备,对于GPU是“Buy more save more”,对于通信设备则是“Buy more delay less”。 创新不断,光通信行业活力充沛,成长空间大有可为。基于InP的光模块已经从100G走到800G仍是主流,硅光从100G时代开始导入,却因综合性能未占优而扮演“Plan B”角色,随着1.6T到来,对功耗、成本的挑战再度加剧,CPO技术提供了硅光和CMOS芯片共同封装的解决方案。而在未来的算力集群升级中,LPO这种看似“剑走偏锋”的方案,则很可能成为黑马——LPO具有低功耗、低延迟、低成本的特性,契合AI算网融合对通信链路的性能要求。 算力—— 光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁。 算力调优/调度/租赁:恒为科技、思特奇、中科金财、东方材料、博睿数据、中贝通信、中科曙光、中国移动、中国联通、中国电信。算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪。液冷:英维克、申菱环境、高澜股份、佳力图。边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。卫星通信:中国卫通、中国卫星、震有科技、华力创通、电科芯片、海格通信。 数据要素—— 运营商:中国电信、中国移动、中国联通。数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。BOSS系统:亚信科技、天源迪科、东方国信。 风险提示:AI发展不及预期,算力需求不及预期,市场竞争风险。 重点标的 股票代码 1.投资策略:光学创新的黄金十年 本周建议关注: 算力—— 光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁。 算力调优/调度/租赁:恒为科技、思特奇、中科金财、东方材料、博睿数据、中贝通信、中科曙光、中国移动、中国联通、中国电信。 算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪。 云算力:光环新网、奥飞数据、数据港、润泽科技、科华数据。 液冷:英维克、申菱环境、高澜股份、佳力图。 边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。 卫星通信:三大运营商、中国卫通、中国卫星、震有科技、华力创通、电科芯片、海格通信。 数据要素—— 运营商:中国电信、中国移动、中国联通。 数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。 BOSS系统:亚信科技、天源迪科、东方国信。 本周观点变化: 英伟达GTC盛会在即,算力情绪高涨。在市场对光连接需求的持续乐观下,中际旭创、天孚通信本周进一步突破历史前高,新易盛也接近新高,充分体现了市场对B100光连接升级和月底的OFC博览会的积极态度。对于英伟达GTC,应关注三个关键词:高度、宽度和密度。高度,是指英伟达算力新品的性能相较于前代产品所提升的倍数;宽度,是指新品是否使用最新的HBM内存和对应交换机的带宽;密度,是指其功耗水平是否需要液冷散热支持。 在Q1业绩方面,我们仍看好以中际旭创、新易盛、天孚通信、沪电股份为代表的的海外营收占比较高公司的表现。 2.行情回顾:通信板块上涨,移动互联表现最佳 本周(2024年3月11日-2024年3月15日)大盘收于3055点。各行情指标从好到坏依次为:创业板综>中小板综>万得全A(除金融,石油石化)>万得全A>沪深300>上证综指。通信板块上涨,表现优于大盘。 图表1:通信板块上涨,细分板块中移动互联表现相对最优 从细分行业指数看,移动互联、光通信、物联网分别上涨7.1%、6.9%、4.7%,表现优于通信行业平均水平;卫星通信导航、云计算、区块链、通信设备、量子通信上涨3.62%、2.9%、2.1%、1.4%、1.1%,运营商下跌5.8%,表现劣于通信行业平均水平。 本周受益卫星通信概念,普天科技上涨36.15%,领涨板块。受益华为概念,华星创业上涨27.54%、力源信息上涨19.51%、日海智能上涨18.07%,受益算力调度概念,神思电子上涨14.24%。 图表2:本周普天科技领涨通信行业 3.周专题:光学创新的黄金十年 驱动光通信迭代的“三驾马车”:带宽、时延、成本。2023年,AIGC点燃人类对AGI之路的期待,在大模型尺度定律(ScalingLaw)的第一性原理驱动下,算力成为全球新基建的焦点,英伟达GPU率先起之,Mellanox的IB交换机和博通、Arista等ASIC巨头组建的超以太网联盟及通信设备、器件产业链也异军突起,成为最大黑马。究其原因,是在算网融合下,通信带宽与时延已成为大规模组网算力中的核心制约因素,提升带宽、降低时延,就是在间接降低算力成本,在此过程中,各种创新光学解决方案应运而生,有望催生光学创新的黄金十年。 当我们谈论1.6T时,我们实际上在谈论什么?从100G时代开始,光模块以4-5年一个代际的速度迭代升级,到目前,800G周期已在2023年开启。与以往不同的是,800G-1.6T周期较以往缩短至3年左右,有望于24H2开启“TB”时代,其背后的推动力正是算网融合下对高速通信的极致需求,微观至网络层面,单台交换机端口的带宽密度越高,GPU对内存的数据存取效率就越高:以百度智能云给出的数据为例,Allreduce带宽直接决定大规模分布式下的整体效率,平均单GPU的Allreduce带宽有5GB/s的时候,大规模分布式的整体加速比只有约70%;平均单GPU的Allreduce带宽20GB/s才能获得约90%的加速比,相当于单GPU跑满400G网卡,因此,AI算力集群中,有必要保持相当比例的Capex投向通信设备,对于GPU是“Buymore savemore”,对于通信设备则是“Buy moredelayless”。 创新不断,光通信行业活力充沛,成长空间大有可为。基于InP的光模块已经从100G走到800G仍是主流,硅光从100G时代开始导入,却因综合性能未占优而扮演“Plan B”角色,随着1.6T到来,对功耗、成本的挑战再度加剧,CPO技术提供了硅光和CMOS芯片共同封装的解决方案。而在未来的算力集群升级中,LPO这种看似“剑走偏锋”的方案,则很可能成为黑马——LPO具有低功耗、低延迟、低成本的特性,契合算网融合对通信链路的要求。 4.黄仁勋:未来10年AI算力将再提高100万倍 C114讯2024年3月,英伟达CEO黄仁勋回到了母校美国斯坦福大学,参加了斯坦福商学院SIEPR经济峰会以及View From The Top系列活动。在两场公开的视频中,黄仁勋详细谈到如何应对英伟达经历的起伏、组织架构管理、AGI的发展、AI算力的增长潜力以及未来挑战等。 作为生成式AI时代的卖铲人,如今英伟达市值已突破2万亿美元。对于AI走势,黄仁勋表示,AI将是这个时代的“界定技术”,未来AI将成为一个国家的“主权”,即一个国家必须控制自己的数字智能,必须致力于控制主权AI。AI最新的一大突破是深度学习,另一个重要的突破是为语言模型而新发明的基于人类反馈的强化学习(RLHF)技术,英伟达已经找到了在系统层面实现该技术的方案。 黄仁勋还认为AI技术缩小了人类的技术差距,未来信息处理的方式将从AI上发生根本改变,生成式AI将从一个信息“种子”出发,计算的未来将高度依赖生成而非检索。而且,未来五年内AGI将通过人类测试,包括律师考试、胃肠病学等专业测试,AGI将很快到来。不过他也承认,从工程师的角度来看实现AGI是比较难的,因为工程师需要明确的目标,目前由于在描述人类思维如何运作方面仍然存在分歧,AGI可能还需时日。 对于AI算力发展,黄仁勋认为,在未来的10年里,英伟达将会把深度学习的计算能力再提高100万倍,从而让AI计算设备不断训练、推理、学习、应用,并持续改进,未来不断将超级AI转变为现实。 我们认为,黄仁勋在斯坦福大学的演讲突显了英伟达当前在AI市场的领先地位。英伟达的成功之处在于,将技术创新作为公司核心战略,赋权员工以增强团队凝聚力。未来,深度学习的计算能力将不断推动AI市场的前进,算力市场潜力无穷。 5.IDC:2023年全球交换机市场收入同比增长20.1% C114讯根据国际数据公司(IDC)发布的全球以太网交换机季度跟踪报告和全球路由器季度跟踪报告显示,2023年,全球以太网交换机收入同比增长20.1%,达到442亿美元。2023年第四季度以太网交换机市场增长0.8%。 2023年,全球企业和服务提供商(SP)路由器市场总收入为164亿美元,同比下降0.4%。 2023年第四季度,路由器市场也同比下降了12.7%。 以太网交换机市场亮点 以太网交换机市场的数据中心和非数据中心部分呈现出不同的趋势。2023年,数据中心部分的市场收入同比增长13.6%,第四季度同比增长4.4%。数据中心以太网交换机占整个市场收入的41.5%,其余为非数据中心部分。 2023年全年,数据中心部分200/400 GbE交换机的收入同比增长了68.9%,但第四季度较第三季度增长14.8%。100GbE交换机占数据中心市场收入的46.3%,全年增长6.4%,第四季度较第三季度下降3.0%。ODM直销仍是数据中心部分的重要组成部分,2023年同比增长16.2%,占数据中心部分全年收入的14.3%。 图表3:2022Q4-2023Q4全球前5以太网交换机公司收入 供应商亮点 2023年,思科的以太网交换机收入同比增长22.2%,但第四季度同比下降12.1%。2023年,非数据中心部分占思科以太网交换机总收入的69.5%,全年同比增长28.6%,但第四季度同比下降12.8%。数据中心部分收入占其余部分,全年同比增长9.7%,但在第四季度下降了10.6%。2023年全年,思科的以太网交换机总份额为43.7%。思科的综合服务提供商和企业路由器合并收入在2023年全年增长了1.4%,但第四季度下降22.9%,因此该公司在2023年的市场份额为35.7%。 Arista Networks的以太网交换机收入(其中91.4%属于数据中心部分)在2023年增长了35.2%,第四季度增长19.1%,使该公司在2023年全年的市场份额达到11.1%。 华为以太网交换机总收入在2023年增长10.6%,第四季度增长16.5%,2023年全年市场份额为9.4%。该公司的综合服务提供商和企业路由器总收入在2023年增长2.6%,第四季度增长0.9%,使该公司202