通信2024行业专题研究：硅光再加速，2024光谷光电展产业更新

中国光谷光电展盛大召开 5月16日，2024中国光谷·光电子信息产业创新发展大会于中国光谷科技会展中心隆重开幕。此次展会设立激光技术与应用、光通信与全光网络、光学与精密光学、光电前沿交叉应用等创新成果发布区，共吸引370多家国内外企业前来参展并发布创新成果及前沿技术。 1.6T硅光模块进展迅速 光迅科技展出1.6T OSFP—XD硅光模块。该模块的电接口采用16个通道，单通道信号速率100Gb/s，光接口采用8通道，单通道信号速率200Gb/s，以优异的裕度和效率实现了距离500米数据的传输。华工正源展出1.6T高速硅光模块，采用自研单波200G硅光芯片，并兼容薄膜铌酸锂调制器和量子点激光器，拥有8个并行发送与接收通道，所产生的能耗较传统1.6T光模块产品预计降低40%，每通道运行波长为 1310nm ，运行速率为212.5Gbps。 首款2Tb/s三维集成硅光芯粒成功出样 国家信息光电子创新中心和鹏城实验室的光电融合联合团队完成了2Tb/s硅光互连芯粒的研制和功能验证，在国内首次验证了3D硅基光电芯粒架构。经系统传输测试，8个通道在下一代光模块标准的224Gb/s PAM4光信号速率下，TDECQ均在2dB以内。通过进一步链路均衡，最高可支持速率达8×256Gb/s，单片单向互连带宽高达2Tb/s。 基于空芯光纤实现大容量实时传输新纪录 烽火通信与合作伙伴共同在展会上发布了基于空芯光纤的超大容量实时传输系统，实现了19.65Thz超宽带S+C+L波段实时传输，单纤双向同波长传输的最大容量超270Tbit/s，单波速率最高达1.2Tbit/s，实现了大容量光纤传输系统的创新突破，共有三大关键成果：超宽带S+C+L波段实时传输、宽谱波长转换、基于空芯光纤实现大容量单纤双向传输。 空芯光纤或将成为超高速光传输系统的理想介质 空芯光纤内部是中空的，能够通过空气而不是玻璃导光，它在很多应用领域比传统光纤更有优势。它具有低延时、低色散、低非线性、高激光损伤阈值、超宽的传输带宽等优势。海外运营商Comcast测试“空芯光纤”技术，传输速度比传统光纤快150%，延迟时间也缩减了33%。微软高瞻远瞩，成功收购空芯光纤厂商Lumenisity，Lumenisity的团队也加入微软，帮助微软开发新的网络和基础设施解决方案，旨在加强云基础设施能力。 投资建议 数据中心是硅光最主要的应用市场，建议关注长期布局硅光技术的光模块厂商：中际旭创、天孚通信、新易盛。布局国内CW大功率光源的光芯片厂商：源杰科技（CW）、仕佳光子（AWG+CW）。空芯光纤作为新型的产品，其在很多应用领域比传统光纤更有优势，建议关注国内提前布局空芯光纤技术的厂商：长飞光纤。 风险提示：AI发展不及预期的风险，硅光产品研发不及预期的风险，空芯光纤量产不及预期的风险。 1.本周通信板块表现回顾 1.1本周（05.13-05.17）通信板块走势 本周通信行业指数上涨0.54%，跑赢沪深300指数0.22pct，跑赢创业板指1.24pct。其中通信设备（申万）上涨1.03%，通信服务（申万）下跌0.46%。同期沪深300指数上涨0.32%，创业板指下跌0.70%。 图表1：本周（05.13-05.17）通信板块走势 1.2本周市场个股表现 本周通信板块涨幅靠前的个股有华脉科技、广哈通信、淳中科技；跌幅靠前的个股有臻镭科技、钜泉科技、乐鑫科技。 图表2：本周（05.13-05.17）通信板块市场个股涨跌幅前十 1.3通信行业动态 【光通信】近日LightCounting在最新市场报告中指出，2024年第一季度，用于人工智能集群的光器件仍是市场的热门领域。在LightCounting追踪的15大电信运营商中，与2023年第一季度相比，收入和资本支出分别平均下降了3%和11%。以当地货币计算的财务结果则稍显乐观：NTT和西班牙电信的营收增长了2%-5%。以当地货币计算，中国移动的资本支出预计增长了6%，中国电信下降了1%，中国联通下降了18%。华为的销售额增长了37%，其中大部分来自其消费者和云业务，而非网络基础设施。中兴通讯的销售额与2023年第一季度相比增长了5%，但环比下降了12%。 （信息来源：C114） 【5G】近日，京信通信联合中国电信研究院创新推出面向5G-A的空地立体赋形绿色天线，并在江苏苏州成功完成国内首例2.1G NR空地一体化立体覆盖组网试点验证。在保证地面覆盖网络质量不变的情况下，显著增强了5G基站的覆盖能力，由常规地面覆盖区域进一步扩展至600米以内低空区域，是5G-A低空协同组网的重要解决方案，有力的支撑了智慧物流、智慧巡检、智慧农业、航空测绘、应急救援等无人机应用为代表的低空新质生产力发展，助力低空经济腾飞。（信息来源：C114） 【运营商】中国移动近日公示了2024年至2025年新型智算中心集采项目采购包1的中标结果，昆仑技术、华鲲振宇、宝德计算机、长江计算等7家中标。采购包2采购失败，重新招标。在上个月，中国移动启动了此轮集采，总规模达到8054台，其中包含7994台人工智能服务器及配套产品、60台白盒交换机，成为行业内规模最大的一次人工智能服务器集采。（信息来源：C114） 【AI】5月15日上午，字节跳动豆包大模型在火山引擎原动力大会上正式发布。 豆包大模型提供的是一个多模态模型家族，包含豆包通用模型pro、文生图模型、向量化模型等9种模型，企业可根据自身业务场景需求灵活选择。此外，豆包主力模型在企业市场的定价只有0.0008元/千tokens，0.8厘就能处理1,500多个汉字，比行业便宜99.3%，大模型价格进入“厘时代”。豆包大模型的发布为产业数字化提供了全新的解决方案。（信息来源：IDC圈） 2.中国光谷光电展盛大召开 5月16日，2024中国光谷·光电子信息产业创新发展大会于中国光谷科技会展中心隆重开幕。此次展会设立激光技术与应用、光通信与全光网络、光学与精密光学、光电前沿交叉应用等创新成果发布区，共吸引370多家国内外企业前来参展并发布创新成果及前沿技术。 图表3：2024中国光谷光电子信息产业创新发展大会 2.11.6T硅光模块进展迅速 光迅科技展出1.6TOSFP—XD硅光模块，此前光迅科技联合思科推出该产品。 1)该模块符合严格的OSFP-XD MSA和CMIS协议标准，电接口采用16个通道，单通道信号速率100Gb/s；光接口采用8通道，单通道信号速率200Gb/s，以优异的裕度和效率实现了距离500米数据的传输。 2)1.6T OSFP-XD硅光模块是一个重要的技术里程碑，采用先进的CMOS技术实现高度集成、简化封装和大规模生产。这种基于硅光的光模块因其超高的传输速率和可靠性，可在数据中心和云计算等领域实现高速互连。 图表4：光迅科技1.6T硅光模块 华工正源展出搭载自研硅光芯片的1.6T高速硅光模块，此前在OFC大会上发布，引来行业的关注。该1.6T硅光模块采用自研单波200G硅光芯片，并兼容薄膜铌酸锂调制器和量子点激光器，拥有8个并行发送与接收通道，所产生的能耗较传统1.6T光模块产品预计降低40%，每通道运行波长为 1310nm ，运行速率为212.5Gbps，适用于1.6T以太网与InfiniBand系统的2x800G应用。 图表5：华工正源 首款2Tb/s三维集成硅光芯粒成功出样 近日，国家信息光电子创新中心和鹏城实验室的光电融合联合团队完成了2Tb/s硅光互连芯粒的研制和功能验证，在国内首次验证了3D硅基光电芯粒架构，实现了单片最高达8×256Gb/s的单向互连带宽。团队在2021年1.6T硅光互连芯片的基础上，进一步突破了光电协同设计仿真方法，研制出硅光配套的单路超200Gdriver和TIA芯片,并攻克了硅基光电三维堆叠封装工艺技术，形成了一整套基于硅光芯片的3D芯粒集成方案。 图表6：2Tb/s硅基3D集成光发射芯粒 图表7：2Tb/s硅基3D集成光接收芯粒 该方案充分利用了硅光与CMOS封装工艺兼容的特点，相比于传统wirebond方案，3D芯粒能解决电芯片与光芯片间高密度、高带宽电互连的困难，显著降低射频信号在光-电芯片互连过程中的严重衰减。经系统传输测试，8个通道在下一代光模块标准的224Gb/s PAM4光信号速率下，TDECQ均在2dB以内。通过进一步链路均衡，最高可支持速率达8×256Gb/s，单片单向互连带宽高达2Tb/s。 图表8：8×224Gb/s硅基光发射芯粒输出眼图 2.2基于空芯光纤实现大容量实时传输新纪录 5月17日，烽火通信与合作伙伴共同在展会上发布了基于空芯光纤的超大容量实时传输系统，实现了19.65Thz超宽带S+C+L波段实时传输，单纤双向同波长传输的最大容量超270Tbit/s，单波速率最高达1.2Tbit/s，实现了大容量光纤传输系统的创新突破。 1)关键成果1：超宽带S+C+L波段实时传输。在现有C+L波段系统的基础上进一步扩展至S波段，实现了S+C+L波段 1465nm - 1627nm 超大波长范围的实时传输，传输带宽达19.65THz，可用频谱容量提升64%，在单波速率达T比特级基础上，单向容量超135T。 2)关键成果2：宽谱波长转换。烽火自主研发的宽谱波长转换设备，可实现C波段光信号与S波段的双向转换，从而允许使用C波段收发设备在S波段的实时传输，在S波产业链尚未成熟时，为S波段实时传输提供解决方案。 3)关键成果3：基于空芯光纤实现大容量单纤双向传输。在传统实芯光纤中进行单纤双向传输时，需要错开双向的波长，无法显著提升单纤容量。采用空芯光纤，使得同波长的单纤双向传输成为可能。烽火通信基于前期提出的空芯光纤同频同时全双工概念，本次进一步拓展至S波段，从而使单纤的传输容量倍增，总传输容量超270T。 图表9：烽火通信发布基于空芯光纤的超大容量实时传输系统 空芯光纤或将成为超高速光传输系统的理想介质 空芯光纤内部是中空的，能够通过空气而不是玻璃导光。空芯光纤的结构相对于传统光纤较为特殊，其通过特定的包层结构，可以将光限制在空气纤芯中进行传输，改变了光在光纤中的传输介质，从根本上避免了由于在材料本征限制而带来的问题，降低了材料特性对光纤性能的影响，它在很多应用领域比传统光纤更有优势。 1)低延时：根据光在折射率为n的介质中的传输速度公式v=c/n可以知道当介质的折射率越大时，光的传输速度越小。空气中折射率为1，这就表明光在空芯光线中的传输速度是光速，远超过在玻璃介质中传输。 2)低色散：空芯光纤的传输介质是空气，降低了材料色散带来的传输损耗。空芯光纤的材料色散要低于实芯光纤三个数量级。 3)低非线性：与低材料色散类似，由于空气相对于二氧化硅等玻璃材料的低非线性折射率系数使得其具有更低的非线性效应。 4)高激光损伤阈值：在光纤进行高功率激光传输时，光纤材料会吸收激光能量，导致材料缺陷处形成热积累或纤芯与包层的温度分布不均匀，从而产生光纤损伤。而空芯光纤由于可以实现超过99%的光功率在空气中传输，光场与材料重叠极小，因此在相同的传输功率下有更低的材料吸收，也就拥有更高的激光损伤阈值。 5)此外，空芯光纤还有低热敏感性、抗辐照、超宽的传输带宽等优势。这些优势便利了空芯光纤的发展和应用。 图表10：空芯光纤示意图 海外运营商加快技术布局，Comcast测试“空芯光纤”技术。 1)2022年4月，美国电信运营商康卡斯特(Comcast)宣布在美国费城测试了新的“空芯光纤”技术，该技术的传输速度比传统光纤快150%，延迟时间也缩减了33%。 2)Comcast与总部位于英国的光纤供应商Lumenisity合作，在费城的两个地点之间部署了一条40公里的混合空心光纤和传统光纤链路，成功地测试了双向传输。 微软高瞻远瞩，成功收购空芯光纤厂商Lumenisity，旨在加强云基础设施能力。 1)Lumenisity的空芯光纤有以下突出优势：整体速度更快，延迟