通信行业-800G LPO：AI时代最具潜力的技术路线

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报告 | 行业专题研究 2023 年 05 月 16 日 通信 800G LPO：AI 时代最具潜力的技术路线 LPO 方案：低功耗、低延迟、低成本、可插拔。LPO 通过线性直驱技术替换传统的 DSP，将其功能集成到交换芯片中，只留下 driver 和 TIA 芯片。LPO光模块中用到的 TIA、driver 芯片性能也有所提升，从而实现更好的线性度。 目前主流方案有进一步性能提升空间。目前主流的 PAM4+DSP 解决方案具有较好的信号处理能力，表现在电口适应性强、光电性能好等，但在功耗和成本上有进一步提高空间。在 400G ZR 中 DSP 模块功耗占比 49%。在成本上，DSP 价格较高，400G 光模块中，DSP 的 BOM 成本约占 20-40%。 LPO 方案解决了高功耗、高成本、高延迟的问题。LPO 功耗相较可插拔光模块下降 50%，与 CPO 接近。根据 Macom 的数据，具有 DSP 功能的 800G多模光模块的功耗可超过 13W，而利用 MACOM PURE DRIVE 技术的 800G多模光模块功耗低于 4W。延迟上，去掉 DSP 芯片后，系统减少了对信号复原的时间，延迟大幅降低。另外，相比于 CPO，LPO 采用可插拔模块，便于维护，并且可以充分利用现有的成熟技术。 AI 算力需求爆发带动 800G 光模块放量。大模型、大数据、大算力日益成为 AIGC 应用的核心制约。大模型和数据集是 AIGC 发展的软件基础，而算力是最为重要的基础设施。AI 以并行计算为主，核心处理器主要为 GPU，但除了 GPU 性能外，通信因素也会成为制约超算的短板，只要有一条链路出现网络阻塞，就会产生数据延迟。因此，AI 服务器对于底层数据传输速率和延时要求非常苛刻，需要高速率的光模块匹配。 我们认为，LPO 技术是 800G 时代最具潜力路线。DSP 芯片由 7nm 制程向5nm 制程演进，设计、制造成本水涨船高。而 LPO 方案能够大幅降低功耗和延时，并具有成本优势。而其系统误码率和传输距离较短的缺陷，在 AI计算中心短距离应用场景下也得到弥补。因此，LPO 方案能够高度契合 AI计算中心短距离、大带宽、低功耗、低延时的需求。 LPO 有望在 2024 年底迎来量产。LightCounting 预计业内将在 2024 年底首次部署 LPO 光模块。目前新易盛、剑桥科技等已发布相关产品，中际旭创已有技术储备和产品开发，海信推出 800G 线性互联光缆。高线性度的TIA、Driver 芯片作为 LPO 技术的核心零部件，目前有 Macom、Semtech、美信等主要供应商，博通也在推进相关产品研发。目前，剑桥科技与 Macom深入合作，且正在向微软供货高速光模块，我们认为，北美云厂商正在积极扩充算力资源，未来微软、Meta、AWS、谷歌都有可能逐步接受 LPO 方案，建议持续关注。 风险提示：光模块市场需求不及预期；相关技术研发进度不及预期。 增持（维持） 行业走势 作者 分析师 宋嘉吉 执业证书编号：S0680519010002 邮箱：songjiaji@gszq.com 分析师 黄瀚 执业证书编号：S0680519050002 邮箱：huanghan@gszq.com 分析师 赵丕业 执业证书编号：S0680522050002 邮箱：zhaopiye@gszq.com 相关研究 1、《通信：算力——AI 从玩具向工具的使能者》2023-05-14 2、《区块链：OpenAI 创始人的 Web3 愿景：Worldcoin打造 AI 数字通行证》2023-05-10 3、《通信：AI 调整之后的思考》2023-05-08 重点标的 股票 股票 投资 EPS （元） P E 代码 名称 评级 2022A 2023E 2024E 2025E 2022A 2023E 2024E 2025E 300308.SZ 中际旭创 买入 1.53 1.76 2.52 3.01 49.56 43.09 30.09 25.19 300502.SZ 新易盛 买入 1.78 1.66 2.81 3.98 35.26 37.81 22.34 15.77 300394.SZ 天孚通信 买入 1.02 1.32 1.73 2.18 51.57 39.85 30.40 24.13 资料来源：Wind，国盛证券研究所 -16%0%16%32%48%64%2022-052022-092023-012023-05通信沪深300 2023 年 05 月 16 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1. 800G LPO：AI 时代最具潜力的技术路线 ............................................................................................................ 3 2. 行业：量产将至，800G 光模块最具潜力方案 ..................................................................................................... 7 3. 风险提示 ......................................................................................................................................................... 9 图表目录 图表 1：不同速率的光模块技术现状 ......................................................................................................................... 3 图表 2：QSFP56-DD、OSFP、CFP8 封装的 400G 光模块对比 ..................................................................................... 3 图表 3：NRZ 技术与 PAM4 技术对比 ........................................................................................................................ 4 图表 4：PAM4 原理图 ......................................................................................................................................