ChatGPT的颶風(fēng)吹到光模塊，炒作還是復(fù)蘇動力？

“炒完算力炒光模塊，炒完光模塊炒存儲……ChatGPT的概念、AIGC的邏輯，管它有沒有垂直應(yīng)用，廣大投資者盡管打開想象空間，先聽券商們一通分析把錢賺了再說。”炒完了GPU、AI等第一輪算力芯片，最近A股又開始盤光模塊。
多家機構(gòu)分析指出，AIGC應(yīng)用驅(qū)動400G/800G高速率光模塊在AI服務(wù)器中加速滲透，光芯片產(chǎn)品量價齊升。那么，AIGC究竟是不是光通信市場的狂飆利器？
光模塊概念，冰火兩重天
光模塊供應(yīng)商位于光通信產(chǎn)業(yè)鏈中游，產(chǎn)業(yè)鏈上游包括光芯片、電芯片、光組件等，產(chǎn)業(yè)鏈下游是光通信設(shè)備商，最終客戶包括了to-B側(cè)電信市場的大型運營商和數(shù)通市場的云計算巨頭。因此，光模塊作為下游面向通信運營商和云服務(wù)廠商的產(chǎn)業(yè)，景氣度與下游的資本開支有著密不可分的聯(lián)系。
以ChatGPT為代表的AIGC應(yīng)用，依靠大語言模型和海量數(shù)據(jù)，能夠在多個應(yīng)用場景下產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容，有力推動人工智能更廣泛的商業(yè)化應(yīng)用浪潮。在此背景下，算力基礎(chǔ)設(shè)施成了目前行業(yè)亟需布局的資源，除了CPU/GPU等AI算力芯片需求強勁增長之外，網(wǎng)絡(luò)端也有望催生更大帶寬的需求，以匹配日益增長的數(shù)據(jù)流量。光模塊作為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心相互連接的核心部件，對數(shù)據(jù)流量的傳輸起到了關(guān)鍵的作用，這將促使數(shù)據(jù)中心采用更多的高效、高速的光模塊來完成通信任務(wù)，為光模塊行業(yè)帶來增長動力。
不僅AI，元宇宙、云計算、5G乃至6G等新興技術(shù)的興起，對流量和數(shù)據(jù)傳輸需求均在迅速攀升，通信運營商和云服務(wù)廠商的資本開支也逐步加大，在對高速傳輸需求不斷提升背景下，更高價值量的25G及以上高速率光芯片市場增長迅速。根據(jù)Omdia預(yù)測，2019年至2025年，25G以上速率光模塊所使用的光芯片占比逐漸擴大，市場空間將從13.56億美元增長至43.40億美元，CAGR為21.40%。
當(dāng)前，100G光模塊技術(shù)已非常成熟，400G是產(chǎn)業(yè)布局重點，但仍未大規(guī)模引領(lǐng)市場，下一代的800G光模塊已悄然來臨。在數(shù)據(jù)中心市場，海外企業(yè)主要使用100G及以上速率光模塊，國內(nèi)目前主要使用40G/100G光模塊并開始向更高速率模塊過渡。
與半導(dǎo)體行業(yè)類似，光通信行業(yè)通常也表現(xiàn)出強烈的周期性。光通信行業(yè)市場研究機構(gòu)LightCounting指出，2020年全球疫情加速居家學(xué)習(xí)和工作的重大轉(zhuǎn)變，對更快、更普遍、更高可靠性網(wǎng)絡(luò)的需求愈發(fā)強烈，光通信市場進入強勁增長周期，并持續(xù)到2022年。然而疫情期間，Meta等公司放緩了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)部署，直接導(dǎo)致光模塊需求減少，導(dǎo)致去年下半年開始光模塊市場轉(zhuǎn)為下行。LightCounting甚至一改長達十多年的樂觀預(yù)期，將2023年以太網(wǎng)光模塊市場表現(xiàn)從去年10月的成長2%改為衰退10%，而且市場在2025年前都不會重現(xiàn)兩位百分數(shù)的增長。
據(jù)悉，今年一季度以來，光通信行業(yè)普遍無單可做，不少公司的銷售額都比去年同期大幅度下降。
一位光模塊技術(shù)專家指出，光模塊行業(yè)通常表現(xiàn)出幾個特征，一是降價比較猛，類似于電子產(chǎn)品，每年比較高速的光模塊平均降價20~25%，低速的也能降4~5%左右，很少漲價。二是光模塊技術(shù)迭代很快，近十年來基本3~4年升級一次，從最早的1、2G，10G，到25G、40G，再到前幾年的100G，當(dāng)前是200G、400G，800G也陸續(xù)面市，幾乎三年一個升級周期、每一代速率倍增。三是現(xiàn)有的光模塊架構(gòu)和技術(shù)路線越來越接近極限，技術(shù)迭代速度減慢。單通道速率極限基本是200G，因此將來的800G或1.6T行業(yè)目標(biāo)是做到4通道，不行就8通道。但是通道越多良率越低，因此行業(yè)開始研究下一代光模塊技術(shù)，包括相干光、CPO、硅光等技術(shù)都是行業(yè)研究的重點。
自從2022年以來，100G及以下光模塊市場從巔峰開始下滑，在數(shù)據(jù)中心、元宇宙等新興市場帶動下，200G作為主流區(qū)間開始迅速增長；400G由于初期價格較高，成長速度稍慢，但是今后將會成為一個長生命周期的產(chǎn)品，預(yù)計到2024年達到增速巔峰。800G則由于相關(guān)的芯片、器件、設(shè)備等整個產(chǎn)業(yè)鏈都還不成熟，仍然處于早期階段�！罢w光模塊行業(yè)毛利潤基本在25~28%左右，在產(chǎn)業(yè)鏈中偏低，雖然也在不斷降價，但是利潤率比較穩(wěn)定，需求基本面比較明確，因此競爭不是很激烈�！痹搶＜冶硎�，“隨著800G、1.6T產(chǎn)品面市，這些產(chǎn)品價值量更高，將對行業(yè)整體營收帶來較大提升�！�
對于當(dāng)前火熱的ChatGPT，雖然AI算力投資成為各大云廠商下階段投資主力，在2022年國內(nèi)外云巨頭紛紛裁員，壓縮的大背景下，算力網(wǎng)絡(luò)的需求對于光模塊業(yè)者真是新的救星。不過ChatGPT眼下已經(jīng)能夠真正帶來市場訂單了嗎？
光模塊上市公司新易盛在最近回答投資者提問時回答了這一疑問。該公司強調(diào)，客戶的規(guī)劃通常不會在短期內(nèi)出現(xiàn)巨大的變化，按照既往的情況，一般提前半年了解客戶未來的需求，目前還沒有看到AI帶來的爆發(fā)性增長會在短期內(nèi)發(fā)生。同時，目前還沒有明確的模型可以對AI超算中心的光模塊需求增量進行計算，超算數(shù)據(jù)中心本身還在迭代，很難看清楚具體的需求。
LightCounting也指出，雖然人工智能基礎(chǔ)實施投資預(yù)計將保持強勁增長，但是人工智能系統(tǒng)依然嚴(yán)重依賴“銅線”，且該技術(shù)仍在不斷改進，因此采用光學(xué)技術(shù)的時間比人們預(yù)期的要長。
盡管短期，光模塊市場能否依靠本輪AI熱潮迎來復(fù)蘇仍有待觀察，但是在券商炒作及各種“情緒”裹挾下，一眾A股光通信概念股已經(jīng)迎來狂飆，其中光芯片廠商源杰科技從去年底上市時的100.66元/股飆漲至發(fā)稿時的249.00元/股，甚至在最近連續(xù)三次漲幅過大引起證監(jiān)會注意。源杰科技為此回復(fù)問詢解釋“近期AI技術(shù)的發(fā)展，引發(fā)了投資者對AI技術(shù)驅(qū)動算力需求增長，而帶來的高速800G、400G光模塊需求等市場熱點的較高關(guān)注度。”該公司強調(diào)，面向高速光模塊，公司開發(fā)的高速光芯片目前處于研發(fā)階段。后期，研發(fā)進展、送樣測試、產(chǎn)品導(dǎo)入和市場拓展等都存在較大的不確定性和風(fēng)險。
光通信技術(shù)革新將是未來最大變量
無疑，隨著互聯(lián)網(wǎng)和5G/6G用戶的增加以及來自人工智能、機器學(xué)習(xí)（ML）、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實流量的延遲敏感性流量激增，數(shù)據(jù)中心的帶寬要求與日俱增，并且對低延遲有極高的要求，推動數(shù)據(jù)中心技術(shù)進入一個巨大的變革時代。
光模塊技術(shù)在此過程中不斷走向高速率、低功耗、小型化、高集成度和高靈敏度。然而光模塊廠商在光通信產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘不高，話語權(quán)并不高，迫使光模塊廠商只能通過不斷推出新品來維持利潤，而技術(shù)創(chuàng)新則主要依賴于上游的光芯片、電芯片驅(qū)動。
經(jīng)過多年發(fā)展，國內(nèi)光模塊產(chǎn)業(yè)在10G、25G、40G，100G、400G的產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全產(chǎn)品布局，而在下一代產(chǎn)品800G的布局當(dāng)中，已有多家國內(nèi)廠商的推出速度快于海外廠商，逐步構(gòu)建起了先發(fā)優(yōu)勢。但是上游的光芯片，尤其在高速率等高端產(chǎn)品領(lǐng)域仍然有95%以上被美國和日本的廠商把持，包括博通、Lumentum、三菱、住友等；國內(nèi)供應(yīng)商主要集中在25G及以下速率的低端產(chǎn)品，不過近幾年也開始發(fā)力。一些創(chuàng)業(yè)企業(yè)獲得了投資機構(gòu)的青睞融了不少錢，比如西安源杰、武漢敏芯等。至少國內(nèi)在中低端光芯片上能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的國產(chǎn)替代，未來國產(chǎn)化提升空間廣闊。
電芯片領(lǐng)域也基本被國外廠商壟斷，包括相干光、200G、400G的高速光模塊中的DSP的電芯片，85%以上被Inphi和博通壟斷，國內(nèi)橙科微電子等企業(yè)開始起步，但整體國產(chǎn)占有率在20%以下，高端電芯片則在10%以下，這一領(lǐng)域還有很大潛力。
上文中已提到，ChatGPT等AI應(yīng)用對AI算力的需求正在逼近現(xiàn)有芯片的算力極限，數(shù)據(jù)高速存儲能力和數(shù)據(jù)高速響應(yīng)傳送能力同樣至關(guān)重要，此外，AI對海量數(shù)據(jù)的傳輸、訓(xùn)練和推理過程也使得數(shù)據(jù)中心成為高耗能大戶，急需降低能耗。在此背景下，硅光模塊和CPO等技術(shù)成為行業(yè)投資熱點。
-硅光：旨在使用激光束代替電子信號傳輸數(shù)據(jù)，可將處理器內(nèi)核之間的傳輸速率提升100倍以上，同時百納米級的尺寸可有效緩解芯片制程進入10nm后制造工藝的瓶頸。LightCounting預(yù)測，2025年全球硅光模塊市場規(guī)模將達到58億美元，硅光模塊正依托其高集成度、低成本等優(yōu)勢不斷擴大市場份額。
-CPO：將硅光模塊和CMOS芯片共同裝配在一個插槽上，相較傳統(tǒng)方案，CPO方案顯著縮短了交換芯片和（實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能的）光引擎之間的距離，使得損耗減少，高速電信號能夠高質(zhì)量地在兩者之間傳輸，同時提升了集成度并能夠降低功耗，整體優(yōu)勢顯著。Yole報告數(shù)據(jù)顯示，2022年，CPO市場產(chǎn)生的收入達到約3800萬美元，預(yù)計2033年將達到26億美元，2022-2033年復(fù)合年增長率為46%。
阿里巴巴達摩院發(fā)布的2022十大科技趨勢中，硅光芯片將在未來三年承載絕大部分大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高速信息傳輸。另一方面，隨著AI算力的超高能耗成為阻礙商業(yè)化的最大痛點之一，能大幅降低能耗，從而降低成本的CPO新技術(shù)顯然是未來幾年內(nèi)業(yè)績能最快落地的方向。不過，這兩項技術(shù)都還處于早期發(fā)展階段，商業(yè)化落地仍面臨多項核心技術(shù)難關(guān)。
在這一輪AI變革浪潮中，硅光技術(shù)配套CPO的革新，或許將成為未來產(chǎn)業(yè)格局洗牌的最大變量。圍繞光與電的探索，將在這里掀起新的颶風(fēng)。