光芯片行业点评：高速光模块需求加速释放，国内光芯片迎新机遇

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告 | 2023年06月19日超 配1光芯片行业点评高速光模块需求加速释放，国内光芯片迎新机遇 行业研究·行业快评 通信·通信设备 投资评级：超配（维持评级）证券分析师：马成龙021-60933150machenglong@guosen.com.cn执证编码：S0980518100002事项：5 月 29 日，英伟达发布了全新的 GH200 Grace Hopper 超级芯片，该款芯片在算力性能、网络连接方面相较于 H100 均实现明显提升。应用端：国内已经密集发布了各家大模型，应用落地可期；海外以微软、谷歌为代表的厂商不断扩大 AI 模型的应用落地场景，6 月 17 日 ChatGPT 和奔驰达成合作，将在车载端接入chatGPT 系统；谷歌的 AI 生成式功能“Help Me Write”已在安卓和 iOS 上可用。国信通信观点：我们认为 AI 技术的突破式进展已经得到全球认可，AI 或将改变多行业传统运行模式，在该背景下为了跟上技术迭代，全球科技公司将在 AI 大模型应用展开军备竞赛，而支撑大模型应用的关键是硬件算力基础设施，包括服务器、交换机、光模块三个大环节。考虑到大模型的需求体现为短时间快速部署特点，对应硬件需求或将实现快速增长，进而带来产业链环节相关机会。投资建议：以 Chatgpt 为代表的 AI 应用正在得到快速发展，并进行着快速迭代，对应算力需求将实现快速增长，同时 AI 需求下 800G 光模块需求有望加速释放，从产业链角度，除了光模块环节，上游的关键光芯片环节也将充分受益，虽然高速光芯片仍是海外厂商主导，但在需求快速增长的背景下，国内厂商的国产替代甚至海外突破的节奏有望明显加快，建议可关注光芯片环节厂商源杰科技（通信与电子联合覆盖）、长光华芯、仕佳光子、光库科技等。评论： AI 服务器需求快速增长，带动高速光模块需求加速释放ChatGPT 成为目前用户数最快破亿的消费级应用，彰显 AI 应用潜力，推动 AI 服务器长期需求释放。2023年 2 月智能聊天程序 ChatGPT 仅推出两个月，月活跃用户数已经破亿，成为目前最快实现用户数破亿的消费级应用，标志着 AI 应用有望进入商业化落地的加速阶段。应用端的落地加速是 AI 服务器市场持续增长的核心驱动力之一。AI 服务器预计未来五年复合增速为 22%。2023 年 5 月，Trendforce 上调了 AI 服务器的预测，预计 2023年 AI 服务器（包含搭载 GPU、FPGA、ASIC 等）出货量近 120 万台，同比增长 38.4％，占整体服务器出货量近 9％，至 2026 年将占 15％。该机构同步上修 2022-2026 年 AI 服务器出货量年复合成长率至 22％。（此前 4 月 18 日，TrendForce 预估今年 AI 服务器出货量同比增长 15.4%，2023-2027 年 AI 服务器出货量年复合成长率约 12.2%。）请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告2图1：ChatGPT 用户数快速增长图2：2022-2027 年 AI 服务器增长率及预测（单位：千台）资料来源：搜狐，国信证券经济研究所整理资料来源：TrendForce，国信证券经济研究所整理英伟达方案仍是当前市场主流方案，推动高速光模块需求快速增长。对于服务器芯片，TrendForce 预计AI 服务器芯片 2023 年出货量将增长 46%。英伟达 GPU 为 AI 服务器市场搭载的主流芯片，市占率约 60%-70%，其次为云端业者自研的 AISC 芯片，市占率超过 20%。结合我们此前发布的深度报告《云基建专题（三）：AI 驱动下光模块趋势展望及弹性测算》以及行业点评《人工智能行业点评：基于英伟达 GH200 方案的光模块需求弹性测算》可知，从英伟达 H100 的方案开始，800G 光模块需求就已经出现，且在 GH200 的方案里，800G 的需求用量又得到明显提升，因此在 AI 需求快速增长且英伟达保持主流地位的背景，预计以 800G 为代表的高速光模块需求有望加速释放。图3：英伟达 H100 4SU 方案展示资料来源：英伟达，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告3 光芯片是光模块核心环节之一，高速市场突破或加快光模块使用光芯片和电芯片两类芯片：光芯片：实现光电信号转换的核心。主要包括发射端通过激光器芯片进行电光转换，将电信号转换为光信号，经过光纤传输至接收端，接收端则通过探测器芯片进行光电转换，将光信号转换为电信号。光芯片性能直接决定了光通信系统的传输效率，根据光芯片在光模块中起到的功能可分为激光器芯片（完成电光转换）和探测器芯片（完成光电转换）两类。电芯片：功能较多。如信号调节 DSP、配套支撑光芯片工作的 LDD（激光驱动器）、TIA（跨阻放大器）、CDR（时钟和数据恢复电路）等；还可以实现电信号的功率调节，如 MA（主放），并可用于一些复杂的数字信号处理，如调制、相干信号控制、串并/并串转换等。电芯片通常配套使用，主流芯片厂商一般都会推出针对某种型号光模块的套片产品。图4：光芯片分类资料来源：源杰科技招股说明书，国信证券经济研究所整理成本角度：光芯片是占比最高环节，且随着速率提升占比更高。光通信模块产品所需原材料主要是光器件、电路芯片、PCB 板以及外壳等。其中，光器件占光模块成本的 73%，电路芯片 18%，PCB 板 5%以及外壳 4%。光器件中包括了以激光器芯片为核心的 TOSA 组件、以探测器芯片为核心的 ROSA 组件以及滤光片等部分。如果进一步拆分，低端光模块中光芯片占比较低，约为 30%，高端光模块中光芯片的占比可达到 70%。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告4图5：光模块成本大致拆分图6：光芯片成本在不同速率光模块的占比资料来源：易天光通信，国信证券经济研究所整理资料来源：易天光通信，国信证券经济研究所整理高速率芯片 2019-2025 年行业规模复合增速超 20%。在流量快速增长，传输速率不断提高的背景下，光芯片同样需要朝着高速率方向演进。根据 Omdia 数据预测，2019-2025 年 25G 以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大，整体市场空间将从 13.56 亿美元增长至 43.40 亿美元，年均复合增长率将达到 21.40%。图7：高速率模块光芯片市场空间及预测（百万美元）资料来源：Omdia，国信证券经济研究所整理AI 需求推动，或加速国内厂商高速光芯片市场份额突破。在低速率光芯片领域（25G 及以下），我国目前已呈现高度竞争的格局。现阶段中国已有 30 多家企业实现 10G 及以下光通信芯片的规模性销售，低速芯片市场基本实现国产替代。根据《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022 年）》，2017 年 10G以下激光器芯片国产化率接近 80%，10G 激光器芯片国产化率接近 50%。25G 及以上光芯片包括 25G、50G、100G 激光器及探测器芯片。根据 ICC 统计，25G 光芯片的国产化率约 20%，25G 以上光芯片的