通信行业专题研究：算力基建带动光芯片需求持续增长，河南省“追光逐芯”助力国产芯片突围

分析师：李璐毅 登记编码：S0730524120001 lily2ccnewcom02150586278 算力基建带动光芯片需求持续增长，河南省“追光逐芯”助力国产芯片突围 通信行业专题研究 证券研究报告行业专题研究强于大市维持 通信相对沪深300指数表现 通信沪深300 摘要： 发布日期：2025年03月28日 39 32 25 18 11 4 3 10 202403202407202411202503 资料来源：中原证券研究所，聚源 相关报告 《通信行业月报：Manus在AIAgent领域实现技术突破，AI驱动智算中心升级》20250312 《通信行业月报：三大运营商全面接入DeepSeek开源大模型，数据要素产业化进程加速》20250216 《通信行业月报：国家实施手机等数码产品购新补贴，智能手机市场平稳复苏》20250108 联系人：李智 电话：037165585629 地址：郑州郑东新区商务外环路10号18楼 地址：上海浦东新区世纪大道1788号T1座22楼 算力基础设施是支撑AI模型训练、推理及应用部署的关键要素。全球算力规模持续提升，预计未来五年全球算力规模将以超过50的速度增长，智算占比将超过90。受益于AI对公司核心业务的推动，北美头部云厂商持续加大资本开支，主要用于AI基础设施的投资，并从AI投资中获得了积极回报。我国算力规模稳定增长，各级政府、运营商、互联网企业等积极建设智算中心，以满足国内日益增长的算力需求。随着DeepSeek对开源大模型生态的重塑，下游AI应用的广泛推广以及国产算力硬件性能的显著提升，驱动我国云厂商资本开支持续创新高，新增资本开支主要用于AI基础设施建设，三大电信运营商也在推动算力产业建设。 光芯片是AI服务器数据传输的核心组件。光芯片负责实现光电信号转换，以满足AI服务器内部及集群间高速率、低延迟的数据传输需求。AI服务器对光模块的需求量显著高于传统服务器，光芯片在不同速率光模块的成本占比通常在3070。高速率光模块需要更先进的光芯片支持，200GPAM4EML、CW光源等多种芯片将成为16T光模块中光芯片的解决方案。20232027年，全球光芯片市场的年复合增长率将达到1486，高速率光芯片的市场增速将远高于中低速率光芯片。高速率光芯片的设计和研发存在极高壁垒，美日等发达国家光芯片技术领先，我国25G及以上高速率激光器芯片国产化率较低，中美贸易摩擦加速国产替代进程。 河南省大力支持算力产业，重点发展光芯片。河南省以“一核四极多点”为核心框架进行算力产业布局，计划到2026年年底，全省算力基础设施标准机架数达到35万架，平均利用率达到70以上，算力规模超过120EFLOPS，智算、超算等高性能算力占比超过90。河南省将光电产业链列入全省28条重点产业链之一，力争2025年光电核心产业营收达到500亿元，带动相关产业规模突破千亿元；挖掘省内产业基础，发展光芯片行业，打造高端光通信产业集群。鹤壁市以仕佳光子高端芯片为核心，引进上下游企业，聚集河南标迪、腾天光通信、威讯光电、九黎光电、河南杰科、中科院半导体所河南研究院等一批产业链相关企业和研究机构，形成有源和无源闭合的全产业链发展模式，打造具有自主知识产权和核心竞争力的百亿级光电子产业集群。 河南省光芯片企业仕佳光子是我国领先的光电子核心芯片供应商。公司掌握自主芯片的关键技术，从单一的PLC光分路器芯片突破至无源芯片、有源芯片，从晶圆制造和芯片加工进一步拓展至封装测 试环节，已拥有从设计到制造、从测试到封装的全流程工艺，基本形成光芯片完整产业链，成为我国光芯片领域的“隐形冠军”。鹤壁市以仕佳光子为“链主”，积极探索“中科院半导体研究所中试基地企业产业引导基金”成果应用转化模式，为我国芯片突围贡献河南力量。 风险提示：AI发展不及预期；技术升级迭代风险；行业竞争加剧。 内容目录 1算力是数字经济时代的新质生产力，通过算力基础设施提供服务5 2生成式AI的兴起驱动数据中心向算力中心转型7 21北美四大云厂商受益于AI对核心业务的推动，持续加大资本开支7 22我国三大互联网厂商不断提升资本开支，加速建设智算中心8 23我国三大电信运营商积极推动算力产业建设8 3光芯片是AI服务器数据传输的核心组件10 31光芯片负责实现光电信号转换，以满足AI服务器内部及集群间高速率、低延迟的数据传输需求11 32光芯片处于光通信产业链上游12 33光芯片在不同速率光模块的成本占比通常在307013 4高速率光芯片技术壁垒高，光芯片行业受益于国产替代13 41政策引导及信息应用推动流量需求快速增长，光芯片应用持续升级14 42数通市场：AI、云计算、大数据等技术对算力的需求凸显光芯片重要性15 43电信市场：5G网络建设及商用化促进电信侧高端光芯片需求，千兆光纤网络升级推动光芯片用量提升15 44算力基础设施建设带动光芯片市场需求持续增长17 45下游光模块厂商布局硅光方案，硅光技术逐渐成为提升成本效率重要方案之一19 46我国光模块厂商实力提升，光芯片行业将受益于国产化替代20 47国外光芯片行业起步较早、技术领先，我国光芯片发展以国产替代为目标20 48高速率光芯片的设计和研发存在极高壁垒22 5河南省以“一核四极多点”为核心框架进行算力产业布局23 51河南省大力支持算力产业，重点发展光芯片25 6河南省光芯片企业仕佳光子是我国领先的光电子核心芯片供应商26 图表目录 图1：全球算力规模及增速5 图2：2023年全球各功能算力占比情况5 图3：2023年全球算力规模占比情况（按国家划分）6 图4：我国算力规模及增速6 图5：我国算力内部结构6 图6：AI训练算力发展趋势7 图7：北美云厂商资本开支（亿美元）8 图8：国内云厂商资本开支（亿元）8 图9：三大电信运营商资本开支情况8 图10：中国移动2024年算力网络情况9 图11：中国电信2024年算力网络情况9 图12：中国联通2024年联网算网情况10 图13：AI产业链图谱11 图14：光芯片和半导体的关系11 图15：光芯片产业链12 图16：光模块结构示意图（SFP封装）13 图17：光芯片的分类13 图18：光模块成本占比13 图19：光芯片成本在不同速率光模块的占比13 图20：全球光芯片市场规模（亿元）14 图21：高速率模块光芯片市场空间及预测（百万美元）14 图22：全球移动网络月均数据流量情况15 图23：移动用户套餐情况（按技术划分）15 图24：全球电信侧光模块市场规模及预测（百万美元）16 图25：全球FTTx光模块用量及市场规模预测16 图26：我国固网宽带接入端口数量17 图27：我国10GPON端口数量17 图28：20242028年全球50GPON发展趋势17 图29：我国云计算市场规模（亿元）及增速18 图30：我国算力中心总体在用机架规模18 图31：全球光模块细分市场规模（百万美元）18 图32：以太网光模块销售额增速（）18 图33：光模块市场份额情况（按材料划分）19 图34：硅光芯片收入增速预测（按应用划分）19 图35：全球前十大光模块厂商排名20 图36：2023年10GDFB芯片竞争格局22 图37：2021年我国光芯片国产化率情况22 图38：河南省“一核四极多点”算力产业建设布局23 图39：算力赋能千行百业23 图40：河南空港智算中心示意图24 图41：河南空港智算中心内部情况24 图42：FusionPoDforAI整机柜液冷服务器24 图43：2024H1我国液冷服务器市场主要厂商份额24 图44：仕佳光子主要产品应用场景26 图45：PLC芯片系列产品应用场景27 图46：AWG芯片系列产品应用场景27 图47：DFB激光器芯片系列产品应用场景27 图48：仕佳光子单季度营收情况28 图49：仕佳光子单季度归母净利润情况28 表1：《“十四五”信息通信行业发展规划》主要指标14 表2：国外主要光芯片厂商情况21 表3：河南省AI产业部分重要政策汇总25 表4：仕佳光子部分在研产品28 1算力是数字经济时代的新质生产力，通过算力基础设施提供服务 全球算力规模持续提升，算力结构深刻变革。AI作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，全球正在加速发展AI技术，智算规模快速增长。经中国信通院测算，2023年全球计算设备算力总规模为1397EFLOPS，同比增长54，其中，通算规模为497EFLOPS（FP32）； 智算规模为875EFLOPS（FP32），占总算力比例达到63，同比增加13ppt；超算规模为25EFLOPS（FP32）。预计未来五年全球算力规模将以超过50的速度增长，至2030年全球算力将超过16ZFlops，其中，智算占比将超过90。全球非结构化数据急剧扩增，摩尔定律和登纳德缩放定律放缓，以CPU为代表的芯片年性能提升不超过15，难以满足处理视频、图片等非结构化数据的需求。全球智算需求持续增长，智算增速远超算力总规模增速，智算逐渐占据重要地位。随着大模型和生成式AI的发展，AI正从完成特定任务如图像识别、语音识别等，逐步迈向拟人类智能水平，具备自主学习、判断和创造等能力。 图1：全球算力规模及增速图2：2023年全球各功能算力占比情况 18 356 626 通算智算超算 资料来源：中国信通院，《先进计算暨算力发展指数蓝皮书 （2024年）》，IDC，Gartner，TOP500，中原证券研究所 资料来源：中国信通院，《先进计算暨算力发展指数蓝皮书 （2024年）》，IDC，Gartner，TOP500，中原证券研究所 算力是衡量一个国家数字经济发展水平、实现经济社会数字化转型、适应新科技革命和产业变革的关键指标，发达国家高度重视并加快部署。美国国家AI研究资源工作组提出美国AI研发基础设施愿景，支持基础研究和AI研究中创新方法的研究、开发和转化，缩小计算鸿沟、满足研究需求；欧盟发布多项数据安全法案，旨在保障AI基础设施开发所需的数据可靠且安全；日本设立“人工智能战略会议”，主要负责制定AI技术的研发、应用普及和相关法律法规等战略决策，计划为软件银行集团提供资金补贴，用于开发生成式AI的超级计算机。 算力基础设施是支撑AI模型训练、推理及应用部署的关键要素，国际算力竞争直观表现为算力规模和算力占比的竞争。根据中国信通院的统计，截至2023年底，美国、中国算力规模位列前两名。全球算力占比方面，美国、中国、日本、德国、英国、加拿大的算力占比分别为32、26、5、4、3、3，全球超过70的算力集中在上述六个国家。中美两国在全球算力竞争中居领先地位。美国凭借其庞大的经济总量和高度发达的数字化水平，连续多年位居全球信息产业领先地位。我国信息化起步虽晚于美、日、欧等发达经济体，但在算力技术研发、基础设施建设及科技产业发展方面具备卓越实力与独特优势，是全球算力竞争格局中的重要力量。 图3：2023年全球算力规模占比情况（按国家划分） 27 32 3 4 5 26 3 美国中国日本德国英国加拿大其他 资料来源：中国信通院，《中国算力发展报告（2024年）》，中国算力平台，中原证券研究所 我国算力规模稳定增长，各级政府、运营商、互联网企业等积极建设智算中心，以满足国内日益增长的算力需求。中国信通院数据显示，2023年，我国计算设备算力总规模达到435EFLOPS（FP32），同比增长44。基础算力增速放缓，基础算力规模为1404EFLOPS（FP32），同比增长17，增速同比放缓9ppt，在我国算力占比为322。智算增长迅速，智算规模达到2894EFLOPS（FP32），同比增长62，在我国算力占比达665，成为算力增长最重要的组成部分。2023年，我国AI服务器出货量达到33万台，同比增长15；我国加速服务器市场规模达到94亿美元，同比增长104；GPU服务器依然处于主导地位，占92的市场份额，达到87亿美元，NPU、ASIC和FPGA等非GPU加速服务器以同比49的增速占