请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明 行业 研 究 行业深度研究报告 证券研究报告 通信 推荐(维持）重点公司 重点公司 评级 中际旭创 增持 中瓷电子 增持 天孚通信 增持 新易盛 增持 兆龙互连 增持 鼎通科技 增持 来源：兴业证券经济与金融研究院 相关报告【兴证通信】中际旭创年报与一季报点评：业绩超预期，800G龙头引领AI算力主线 2023-04-24【兴证通信】中瓷电子一季报点评：业绩稳健增长，半导体设备陶瓷产品突破2023-04-25 分析师：王楠 S0190520120004 章林 S0190520070002 代小笛 S0190521090001 A th 研究助理：仇新宇 投资要点 800G 时代已来，高景气周期开启：光模块是典型的由产品升级驱动的周期成长性行业，五年左右的产品周期背后是技术成熟周期的驱动。当前，伴随产业链逐渐成熟，行业已进入 800G 新产品周期，开启新一轮高景气：上游交换机芯片已突破：伴随 2022 年博通 Tomahawk 5交换芯片推出，目前主流交换机芯片厂商均可提供 25.6Tbps 乃至 51.2Tbps 交换芯片，为 800G 升级奠定基础。800G光模块逐渐成熟：国内外多个标准化组织开展 800G 光模块方案标准制定工作，为 800G 产品批量生产奠定基础，主要供应商均发布 800G 样品，具备大规模量产能力并逐渐实现量产；800G新产品周期增长弹性大：800G产品升级路径统一，相较后 100G 时代 200G/400G 路径显著分化，带来更大升级弹性；AI 需求爆发，800G 新增英伟达大客户，大幅提升成长空间。AI 算力底座，迎云需求共振。ChatGPT 掀起 AI 产业浪潮，高性能计算需求带来算力缺口，800G 光模块作为高性能计算的核心网络部件，率先引领算力基础设施爆发。根据我们的测算，在典型 16K GPU 的训练模型中，800G 光模块：H100 GPU 的数量关系约为 2.5：1，短期有望带来约 680 万只 800G 光模块需求增量。伴随支持多模态的大模型发展，视频类交互有望井喷，AI 服务器需求量较文字类交互大幅提升，驱动配套高速光模块需求爆发，想象空间大；北美云需求仍处下滑期，但 800G 升级已逐渐开启，有望与 AI 需求共振，双轮驱动行业高景气拐点来临。LPO vs CPO：更低功耗。数据传输在数据中心中的耗能占比逐渐增加，AI 高性能计算背景下“功耗墙”挑战凸显，服务器带宽增至 800G 时数据传输功耗占比可达 20%。LPO 和 CPO 是目前降低光模块功耗的两种技术路径，LPO深度契合 AI 短距互联低功耗、低延迟需求，技术更新迭代相对小，有望成为800G 时代重要补充方案；CPO 作为全新的高速率产品形态，技术路径仍待成熟且需求尚未迫切。传统可插拔方案凭借顽强生命力有望继续主导。龙头地位稳固，800G 全产业链受益。800G 时代，可插拔仍然是主导方案，技术更迭小，考虑北美大客户高验证壁垒，以中际旭创为代表的全球龙头地位稳固，竞争格局有望平稳，龙头受益的弹性和确定性仍强；伴随 AI 带来的长期想象空间，光模块、光器件、光芯片、陶瓷外壳等 800G 全产业链均有望受益。重点推荐：中际旭创、中瓷电子、天孚通信、新易盛、兆龙互连、鼎通科技等。建议关注：源杰科技、光迅科技、剑桥科技、联特科技、华工科技、博创科技等。风险提示：国际关系紧张；产品升级进度不及预期；市场竞争加剧。titl 800G 光模块：AI 算力底座 2023年 06月 06日 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-2-行业深度研究报告 目 录 1、800G时代已来，高景气周期开启.-4-1.1、光模块：由产品升级驱动的周期成长性行业.-4-1.2、800G新产品周期开启，迎来行业新一轮高景气.-6-2、AI 算力底座，迎云需求共振.-11-2.1、AI 浪潮催化算力需求爆发，800G 光模块显著受益.-11-2.2、北美云需求与 AI 共振，驱动数通需求高增长.-15-3、LPO vs CPO：更低功耗.-17-3.1、LPO：深度契合 AI 短距互联诉求，延续传统可插拔光模块优势.-18-3.2、CPO：降低功耗优势显著，技术尚未成熟仍待改进.-20-4、龙头地位稳固，800G全产业链受益.-22-4.1、800G竞争格局稳定，AI 催化全产业链受益.-22-4.2、重点推荐标的.-24-5、风险提示.-26-图目录 图 1、激光器芯片发光原理（激光原理）.-4-图 2、光模块结构示意图.-4-图 3、光模块产业链及主要厂商.-5-图 4、光器件价值量占比超 70%.-5-图 5、光模块价格变化趋势及降价幅度.-5-图 6、光模块产业发展方向.-6-图 7、数通市场光模块往更高速率迁移.-6-图 8、数据中心交换芯片吞吐量演进趋势.-7-图 9、博通交换机芯片升级路径.-7-图 10、8100 Gbit/s SR8 DML/EML.-8-图 11、8100 Gbit/s PSM8 SiPh.-8-图 12、4200 Gbit/s PSM4 EML/SiPh.-9-图 13、4200 Gbit/s CWDM4 EML.-9-图 14、东西向流量增加.-13-图 15、叶脊结构与传统数据中心架构对比.-13-图 16、超大规模数据中心架构及光模块升级路径.-13-图 17、Fat-tree 拓扑.-14-图 18、数通模块市场收入预测.-14-图 19、以太网光模块出货量预测.-14-图 20、INVIDIA 16K GPU 训练集群.-15-图 21、A100 与 H100 参数对比.-15-图 22、Meta资本开支（百万美元）.-16-图 23、谷歌资本开支（百万美元）.-16-图 24、微软资本开支（百万美元）.-16-图 25、亚马逊资本开支（百万美元）.-16-图 26、2017-2021 年，全球互联网带宽容量 CARG达 48%.-16-图 27、全球超大规模数据中心 CAGR 约 13%（2016-2021）.-17-图 28、分区域超大规模数据中心占比.-17-图 29、全球数据中心 IP 流量 CAGR 约 25%（2016-2021）.-17-图 30、云数据中心流量 CAGR 约 27%（2016-2021）.-17-ZXBYuNrMmPqRsMtQqNpQpO8OaO7NnPqQoMsRlOpPpReRrRtMbRpPzQwMrNnNMYsPoQ 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-3-行业深度研究报告 图 31、降低功耗成为数据中心主要需求.-18-图 32、数据传输的功耗占比逐渐增加.-18-图 33、400GZR光模块内部功耗占比.-19-图 34、传统 DSP 方案 vs LPO 方案.-19-图 35、DSP方案与 LPO 方案功耗对比.-19-图 36、LPO技术可降低 25%交换机功耗.-19-图 37、可插拔光模块与 CPO 对比.-20-图 38、CPO 光引擎示意图.-21-图 39、51.2T 速率 CPO 可节省 20%功耗.-21-图 40、全球光模块供应商 Top10.-23-图 41、2021 年光模块市场份额.-23-图 42、国内光模块厂商收入贡献持续增加.-23-图 43、以太网光模块国内厂商营收占比显著提升.-23-图 44、中际旭创 19 年业绩下降但股价有较大涨幅.-24-表目录 表 1、光模块分类.-6-表 2、商用交换机芯片厂商产品进度.-7-表 3、800G交换机厂商进度.-8-表 4、中际旭创 800G产品.-9-表 5、光模块厂商 800G产品进度.-10-表 6、全球 AI 模型.-12-表 7、叶脊架构对光模块需求量更大.-13-表 8、单个模型对光模块需求弹性测算.-15-表 9、2 个谷歌体量大模型对光模块需求测算.-15-表 10、光模块厂商 LPO 技术进展.-20-表 11、800G产业链标的.-23-请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-4-行业深度研究报告 报告正文 1、800G时代已来，高景气周期开启 1.1、光模块：由产品升级驱动的周期成长性行业 光模块是光纤通信中的核心组成部分，实现光信号传输过程中光电转换和电光转换功能。光模块工作在 OSI 模型的物理层，主要由光电子器件（光发射器、光接收器）、功能电路和光接口等部分组成，主要作用是实现光纤通信中的光电转换和电光转换功能。光芯片是光模块的核心元件，基于激光的受激辐射原理完成光电转换功能：处于基态（稳态）的原子在外来辐射光（由电/光泵浦源产生）作用下先受激吸收跃迁到高能级（不稳态），再通过合适的能级系统形成粒子数反转，跃迁到基态，实现受激辐射，发出光子和外来光子的频率、传播方向、偏振、相位等均相同，从而产生窄谱宽、高功率、强定向性的激光。图 1、激光器芯片发光原理（激光原理）图 2、光模块结构示意图 资料来源：激光原理及应用，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：IMT2020（5G）推进组，兴业证券经济与金融研究院整理 光模块处于产业链中游，上游是光芯片与光器件厂商，下游主要应用于电信市场和数通市场。目前光芯片与光器件国产化程度较低，国内产品多为无源器件、低速率光芯片，根据 ICC 预测，2021 年我国 25G 光芯片国产化率约 20%，25G 以上光芯片国产化率仅 5%。高速率产品多为国外头部厂商如博通等垄断，因此上游光芯片成本占比较高。根据头豹研究院数据，光器件在光模块成本占比超过 70%，主要来自 TOSA 与 ROSA 组件。下游主要客户包括设备商、运营商以及互联网云厂商，市场份额集中，客户议价能力较强。在上下游的挤压下，光模块行业竞争较为激烈，产品量价随产品升级周期性变动。出货量方面，新产品导入阶段出货量较少，升级中期出货量开始爆发式增长，后期成熟产品的需求逐渐下降。价格方面，产品价格以每年 17%-18%的平均幅度下降，尤其是新产品出货量达到高水平后，标准化 ASP 通常迎来大幅下滑，根据 Lightcounting 统计，2018 年标准化产品的价格同比下跌 37%，打破了 2011 年创下的下跌 33%的纪录。请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-5-行业深度研究报告 图 3、光模块产业链及主要厂商 资料来源：搜狐，源杰科技招股说明书，ICC，前瞻产业研究院，智研咨询，兴业证券经济与金融研究院整理 图 4、光器件价值量占比超70%图 5、光模块价格变化趋势及降价幅度 资料来源：头豹研究院，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：C114 通信网，Lightcounting，兴业证券经济与金融研究院整理 因此，我们判断光模块是典型的由产品升级驱动的周期成长性行业，判断行业景气度的关键是产品升级阶段。光模块种类多、升级快，不同应用场景对传输距离、带宽等性能有不同要求，流量高速增长带来的带宽压力驱动高速率光模块率先在数据中心部署，电信市场产品升级压力相对较小。技术成熟周期推动数通市场光模块以 5 年左右的升级周期迭代：2015 年以前，数据中心光模块以 10G、40G为主；2016 年，25G、100G 光模块开始部署，2019 年开始大规模放量；2019 年光模块进入后 100G时代，上层交换机光模块速率开始向 200G/400G升级。2022年，200G、400G产品大规模放量，800G光模块进入导入阶段。请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-6-行业深度研究报告 表 1、光模块分类 分类方式 类别 封装类型 19、GBIC、X2、XENPAK、XFP、SFP、SFP+、SFP28、QSFP、QSFP28、CFP、CFP2、QSFP-DD、OSFP 等 速率 10Mbps、100Mbps、155Mbps、622Mbps、1.25Gbps、2.125Gbps、4.25Gbps、10Gbps、25Gbps、50Gbps、100Gbps、400Gbps等 波长 850nm、1310nm、1490nm、1550nm，还有 CWDM、DWDM 等 模式 单模（黄色）、多模（橘黄色、蓝绿色）距离 100m、300m、550m、10km、20km、40km、80km、120km、160km 调制格式 NRZ、PAM4、DP-QPSK/n-QAM 等 是否支持 WDM 灰光模块（不支持 WDM)、彩光模块（支持 WDM)光接口工作模式 双纤双向(Deplux）、单纤双向(BiDi)激光器类型 垂直腔面发射激光器(VCSEL)、法布里-珀罗激光器(FP)、分布式反馈激光器(DFB)、电吸收调制激光器(EML)等 光探测器类型 PIN 结二极管(PIN）、雪崩光电二极管(APD)连接器接头 FC,SC,ST,LC,MU,MTRJ 使用性 热插拔（GBIC、SFP、XFP、XENPAK)和非热插拔(1*9、SFF)工作温度 商业级(0 70)、延展温度(-20-85)、工业级(-40-85)资料来源：鲜枣课堂，兴业证券经济与金融研究院整理 图 6、光模块产业发展方向 图 7、数通市场光模块往更高速率迁移 资料来源：态路通信，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：C114 通信网，Yole，兴业证券经济与金融研究院整理 1.2、800G 新产品周期开启，迎来行业新一轮高景气 上游交换机芯片已突破：交换机芯片升级是光模块升级的基础条件，800G 交换机及芯片市场技术逐渐成熟，51.2Tbps 芯片已突破，800G 光模块升级确定性强。回顾交换机芯片及光模块部署历程，交换机芯片升级是光模块升级部署的先行条件：2014 年首款 100G交换芯片（Tomahawk）送样，2016年 100G 交换机开始规 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-7-行业深度研究报告 模部署；2017 年 12 月首款 400G 芯片（Tomahawk3）送样，2019 年 12 月推出Tomahawk4（支持双倍端口和容量），2020 年起 200G 和 400G 光模块开始上量。目前多款 800G 交换机芯片已发布，800G光模块有望开始规模部署。交换机芯片分为自研与商用两种，自研芯片中思科的 Silicon One G100交换机芯片支持 25.6T交换能力，提供 32 个 800G 端口，总交换能力达 25.6T，每个端口也可以拆成 8 100G或者 2400G应用。商用交换芯片厂商主要包括博通、Mellanox、Barefoot 和Innovium，均可提供 25.6T 交换芯片，其中博通的 Tomahawk5 和 Mellanox 的Spectrum-4 速率高达 51.2Tbps。从交换机来看，思科、新华三与 Mellanox 均于2022 年发布 800G交换机，800G光模块部署势在必行。图 8、数据中心交换芯片吞吐量演进趋势 图 9、博通交换机芯片升级路径 资料来源：5G 承载与数据中心光模块白皮书，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：博通，兴业证券经济与金融研究院整理 表 2、商用交换机芯片厂商产品进度 厂商 时间 产品进度 Mellanox 2022/4 2020 年被英伟达收购，GTC 2022 大会上发布 51.2Tbps以太网交换机芯片 Spectrum-4。博通 2022/8 推出速率高达 51.2Tbps的 Tomahawk 5 ASIC，将单芯片支持 64 端口 800Gbps 或 128 端口 400Gbps 或 256 端口200Gbps的交换机。Barefoot 2023/1 被英特尔收购，发布 25.6Tbps 芯片 Tofino3，近期英特尔为削减成本终止交换机芯片的继续开发。Innovium 2020 发布最大容量 25.6T交换芯片 Teralynx 8，2021年被 Marvell收购。资料来源：腾讯云，C114 通信网，爱集微，兴业证券经济与金融研究院整理 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-8-行业深度研究报告 表 3、800G 交换机厂商进度 厂商 时间 产品进度 Cisco 2022/10 OCP 峰会上发布 Nexus 9232E 和 8111 两款 800G 交换机及系列光模块，两款产品都基于思科的 Silicon One G100 芯片，支持 25.6T 交换能力，提供 32个 800G 端口，总交换能力达25.6T，每个端口也可以拆成 8 100G 或者 2400G 应用。思科 8000 系列交换机已经开始发售，预计 Nexus 系列以及配套光模块从 23 年年初开始发货。新华三 2022/7 S9855-16D22E交换机是业界首个 800G 数据中心交换机，采用思博伦 Spirent TestCenter 800G 测试解决方案,检测具有超高的可用性。Mellanox 2022/4 由 Spectrum-4 加持的 SN5000 交换机，最高可以支持 128 个 400GbE 端口或 64 个 800GbE 端口。资料来源：中国工信新闻网，新华三官网，新浪财经，兴业证券经济与金融研究院整理 行业标准逐渐落地，主要供应商已发布样品并具备大规模量产能力。国内外多个标准化组织竞相开展 800 Gbit/s 的标准化工作，IEEE802.3 工作组、OIF、IPEC（国际光电委员会）等组织已对 800Gb/s直调直检和相干方案进行立项，启 动 800 Gbit/s 相关规范的制订工作，对 800 Gbit/s 光模块的应用场景、接口规格等进行了定义；800G Pluggable MSA已先后发布面向低成本、100 m传输距离需求的 8100 Gbit/s PSM8 以及面向 2 km传输距离需求的 4200 Gbit/s FR4规范；由 Cisco、Broadcom、Juniper、Intel 等组成的光模块 MSA 工作组制定了第一个 800G QDFP 双重密度可插拔光模块的标准，定义了 800G光模块的尺寸 QSFP-DD800。主要供应商已具备800G量产能力：2020 年，华为即发布业界首个 800G可调超高速光模块；中际旭创保持行业领先，推出 800G OSFP 和 QSFP-DD800 光模块产品线，可实现 100m 2km的传输距离，2023年批量出货；新易盛等厂商也具备 800G 规模量产能力。图 10、8100 Gbit/s SR8 DML/EML 图 11、8100 Gbit/s PSM8 SiPh 资料来源：中兴通讯技术，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：中兴通讯技术，兴业证券经济与金融研究院整理 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-9-行业深度研究报告 图 12、4200 Gbit/s PSM4 EML/SiPh 图 13、4200 Gbit/s CWDM4 EML 资料来源：中兴通讯技术，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：中兴通讯技术，兴业证券经济与金融研究院整理 800G 新产品周期增长弹性大（升级路径统一）、确定性强（已批量出货）。后 100G时代，全球云厂商光模块 200G/400G 升级路径显著分化，驱动数通市场产品周期熨平；800G 产品升级路径统一，部署速度有望超过 400G，光模块市场未来具有更强的升级弹性与更大的增长空间。根据 MSA 发布的 800G光模块白皮书，TOR-Server 层采用 200G AOC 时，上层需要部署 800G 光模块。可用性、系统成本方面，800G 产品同样优于 400G，可以在 1U 的外形尺寸中使用 25.6Tbps 的芯片，对外 32 个 800Gbps 端口，每比特成本将优于同等的 400Gbps。根据 DellOro 预测，800G光模块渗透速率有望高于 400G，到 2025 年在数据中心交换机端口中将超过 25%。AI 需求爆发加速 800G光模块布局，北美大客户已开始批量采购，新增 AI 大客户英伟达带来业绩新驱动，800G升级确定性强；且行业竞争格局稳定，头部厂商继续引领行业发展，光模块龙头中际旭创已率先拿到英伟达、谷歌等海外客户 800G批量订单，开启量产第一年。表 4、中际旭创 800G 产品 Product Description Data Rate(Gbit/s)TX RX TX_ Min(dBm)TX_ Max(dBm)RX_Min(dBm)RX_Max(dBm)Power Consumption(w）Reach Temperature(deg C)OSFP 2x FR4 800G EML CWDM PIN-3.3 3.5-7.3 3.5 16.0 2km 2060 OSFP DR8 800G 1310nm EML PIN-2.9 4.0-5.9 4.0 16.0 500m 070 OSFP DR8+800G 1310nm EML PIN-2.4 4.0-6.4 4.5 16.0 2km 070 OSFP AOC 800G Siph Based siph Based N/A N/A N/A N/A 16.0 100m 070 QSFP-DD DR8+800G 1310nm EML PIN-2.4 4.0-6.4 4.5 16.0 2km 070 QSFP-DD AoC 800G Siph Based Siph Based N/A N/A N/A N/A 16.0 100m 070 资料来源：中际旭创官网，兴业证券经济与金融研究院整理 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-10-行业深度研究报告 表 5、光模块厂商800G 产品进度 厂商 时间 产品进度 华为 2020/2 2020 年发布 800G 可调超高速光模块，支持 200G-800G 速率灵活调节；单纤容量达到 48T，对比业界方案高出 40%；基于华为信道匹配算法，传输距离相比业界提升 20%。光迅科技 2023/2 2020 年推出 800G光模块，采用 OSFP 封装规格，CWDM4 波分复用，共计8 发 8 收，采用单波 106Gbps 的 PAM4 调制。2022OFC 推 800G QSFP-DD 2x400G FR4和 DR8 光模块，采用最新一代集成 driver的 DSP，且整体功耗不超过 16W。目前 800G产品处于送样阶段。中际旭创 2023/3 推出 800G OSFP 和 QSFP-DD800 光模块产品线，2021 年已向海外客户送测，2023 年开始批量出货。在 2023 年 OFC 发布 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔光通信模块，在 0-70C 温度范围内，以低于 23W 的低功耗支持 2 公里的传输距离。亨通洛克利 2022/3 2021年 OFC 发布 800G QSFP-DD800 DR8 光模块，2022年 OFC 发布 800G QSFP-DD800 2xFR4 光模块，两款 800G 光模块均采用最新一代集成 Driver的 7nm DSP，制冷型 EML 以及基于与 400G共用的 COB 封装平台，总功耗均约 16W。索尔思 2023/3 2021 年 10 月推广 2x400G-FR4 QSFP-DD、2x400G-FR4 OSFP，800G DR8 QSFP-DD 和 800G DR8 OSFP 系列 800G光模块，2022年 3月进入小批量量产阶段，2023 年 2 月已实现小批量交付。在 2023 年 OFC 发布用于 1.6T光模块的单波 200G PAM4 EML 芯片以及新一代 800G 硅光集成设计光模块。新易盛 2023/2 2021年 6 月推出基于 EML 和 SiPh 的 OSFP 和 QSFP-DD800 800G光模块，2023 年已实现批量出货。华工正源 2022/9 2021 CIOE发布 800G SR8，800G DR8 和 800G 2*FR4 3 款 800G 光模块。2022 OFC上推出 800G OSFP SR82*FR4 和 QSFP-DD DR8 光模块产品，其中 SR8 方案采用 7nm CMOS 工艺 ODSP，典型功耗 12W，8 路并行多速率兼容；2*FR4方案最大功耗16W，在单模光纤上传输高达 2km。ECOC2022上推出 800G DR8 SiPh/2*FR4/SR8/DR8，其中基于硅光技术的 800G OSFP DR8 SiPh 光模块全温功耗小于 15W。剑桥科技 2023/2 已完成 800G8FR1 光模块（2km）的研发和认证并在上海工厂启动新产品导入工作。Cisco 2022/10 OCP 峰会上发布带有 100G 和 400G 接口的 800G 光模块，采用了 112G SerDes 技术，相比此前的 56G SerDes 技术更节省功耗。资料来源：C114 通信网，讯石光通讯网，OFweek，中际旭创官网，兴业证券经济与金融研究院整理 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-11-行业深度研究报告 2、AI 算力底座，迎云需求共振 2.1、AI 浪潮催化算力需求爆发，800G 光模块显著受益 ChatGPT 掀起 AI 浪潮催化算力基础设施建设，数通光模块市场迎来新一轮行业高景气。2022 年 11 月 30 日，OpenAI 发布 ChatGPT，5 天内用户突破百万大关，月访问量达 2100 万人次，截至 2023 年 1 月末，其月活用户已经突破 1 亿，远远快于其他消费级应用程序。根据 Sensor Tower 的数据，TikTok 达到 1 亿用户用时9个月，Instagram 用时 30个月。World of Engineering的报告显示，Meta（Facebook）、Twitter、iTunes 达到 1 亿用户的时间分别为 54 个月、60 个月、78 个月。目前 AIGC 仍然以文字为主，随着图片、音视频等形式的加入，将带来流量的爆发式增长。AI 需要数字基础设施提供算力支持进行训练与模型优化，大模型及其应用的发展与推广进一步提升流量带宽需求，双轮驱动数通光模块市场迎来行业高景气。英伟达、谷歌、微软、亚马逊等海外巨头纷纷加码 AI 建设，带动配套高速光模块需求提升。随着 ChatGPT 在全球掀起新一轮 AI 大模型浪潮，以微软、Google、亚马逊为代表的科技巨头纷纷加码 AI 建设。微软：2023 年 2 月初，微软宣布旗下所有产品将全线整合 ChatGPT，包括 Bing 搜索引擎、Office 全家桶、Azure云服务、Teams聊天程序等，并 于 3月 16日发布 AI办公助手 Microsoft 365 Copilot，搭载了目前功能最强大的 AI 大模型 GPT-4 的 AI 助手将接入微软全家桶产品。谷歌：由谷歌和柏林工业大学共同打造的多模态大模型 PaLM-E 目前拥有 5620 亿参数，是全球最大的视觉语言模型；谷歌旗下两大顶级 AI 团队谷歌大脑与DeepMind 合二为一设立 Google DeepMind，专攻 AI 相关的战略级技术。亚马逊：推出 Bedrock 生成式人工智能服务以及自有大型语言模型泰坦。英伟达：AI 计算领域的领导者，A100 芯片仍然是唯一能够在云端实际执行任务的 GPU 芯片；H100 已经全面投产，并部署在多家客户的云计算服务中，包括微软 Azure、谷歌、甲骨文等客户的数据中心，H100 配有 Transformer 引擎，可以专门用作处理类似 ChatGPT 的 AI 大模型，由其构建的服务器效率是 A100的十倍。产业链上下游公司上调收入指引彰显信心，800G 景气周期再印证。由于大型云计算公司采用 ChatGPT等 AI 需要相关网络基础设备，博通预计将受益于 AI 聊天机器人热潮，公司用于 AI 应用的以太网设备销售额有望从去年的 2 亿美元上升到今年的超过 8 亿美元，并预测这一趋势将继续加速。Marvell公布 2024 财年 Q1 财报，一季度净营收 13.2 亿美元，高于此前市场预期的 13.0 亿元；预计二季度净营收 13.30 亿美元（5%），再超市场预期，其中 AI 成为公司关键增长动力，2024财年 AI 收入预计翻番，并认为未来几年 AI 产业仍将带动公司继续快速增长。英伟达发布 2024 财年 Q2 财务指引，营收预期达 110 亿美元，较市场预期（71.8 亿美元）增加 53%，主要系生成式 AI 大语言模型驱动数据中心业务相关产品需求激增，公司“显著”增加相关产品供应并为下半年进行大量采购，数据中心需求可见度较高，预计下半年业绩维持高速增长。光模块上下游公司持续高增长，再次强化印证 AI 推动下的 800G高景气周期。请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-12-行业深度研究报告 表 6、全球 AI 模型 模型 介绍 ChatGPT OpenAI于 2022年 11月 30日推出的人工智能聊天机器人程序，于 2022 年 11 月推出，基于 GPT-3.5 架构的大型语言模型并以强化学习训练。ChatGPT 目前仍以文字方式交互，除了可以用人类自然对话方式来交互，还可以用于甚为复杂的语言工作，包括自动生成文本、自动问答、自动摘要等多种任务。2023 年 2 月 2 日，微软宣布旗下所有产品将全线整合 ChatGPT，包括且不限于 Bing 搜索引擎、包含Word、PPT、Excel 的 Office 全家桶、Azure 云服务、Teams 聊天程序等。2023 年 3 月 15 日，OpenAI发布 GPT-4，支持接受图像和文本输入，输出文本，可靠性、创意性远超 ChatGPT。PaLM-E 2023年 3 月 6 日，谷歌和柏林工业大学的 AI 研究团队推出了多模态视觉语言模型（VLM）PaLM-E（Pathways Language Model with Embodied），具有 5620 亿个参数，集成了可控制机器人的视觉和语言能力，是有史以来规模最大的视觉语言模型，能够执行各种任务且无需重新训练，与 ChatGPT 相比新增视觉功能。Bard 当地时间 2023 年 3月 21日，谷歌通过博客宣布放开聊天机器人 Bard的部分访问权限，即日起美国和英国用户可进入候补名单并访问 Bard，随着时间的推移，Bard将面向更多国家和语言开放。悟道 1.0 中国第一个 AI 大模型，2021 年 3 月由智源研究院发布，包括我国首个面向中文的预训练语言模型悟道文源；首个公开的中文通用图文多模态预训练模型悟道文澜，首个具有认知能力的超大规模预训练模型悟道文汇和超大规模蛋白质序列预测预训练模型悟道文溯。百度文心 包括 NLP、CV（机器学习）、跨模态大模型和生命计算大模型四个类别 36个大模型。2023年 3 月 16 日，基于文心大模型，百度发布文心一言，成为中国第一个类 ChatGPT产品。华为盘古 华为在 2021年基于昇腾 AI与鹏城实验室联合发布鹏程盘古大模型。盘古大模型包括 CV和 NLP两类大模型。其中，盘古 NLP大模型是业界首个千亿级中文 NLP大模型。阿里通义 阿里在 2022年 9月发布“通义”大模型系列，包含 NLP大模型 AlicMind、视觉大模型 CV，多模态大模型 M6。其中 M6大模型是国内首个千亿参数多模态大模型。目前“通义”大模型系列已在超过 200 个场景中提供服务，实现了 2%10%的应用效果提升。腾讯混元 2022 年，腾讯发布混元 AI 大模型，其中包含 NLP、CV 和多模态等基础模型和众多行业/领域模型。2023年 2月，腾讯混元 AI大模型团队再推出万亿中文 NLP预训练模型 HunYuan-NLP-1，目前 HunYuan-NLP-1T大模型已在腾讯广告、搜索、对话等内部产品落地，并通过腾讯云服务外部客户。书生 2.5 商汤在 2023 年 3 月 14 日发布多模态通用大模型“书生 2.5”，拥有 30 亿参数，其图文跨模态开放任务处理能力可为自动驾驶、机器人等通用场景任务提供感知和理解能力支持。HyperCLOV A 由韩国最大的搜索公司 Naver 2021 年推出，韩国版的 HyperCLOV A 拥有 2040 亿参数，比 GPT-3 还要多 290亿，且其中 97%使用的是韩文语料。目前，Naver已计划在 2023 年上半年基于 HyperCLOV A 推出 Search GPT（类似微软 New Bing）并在 7 月份推出 HyperCLOVA X，这是 HyperCLOV A 的最新版本。Exaone 由 LG集团的人工智能智库 LG AI Research推出的使用图像和文本数据的多模态模型，拥有 3000亿参数，也是目前韩国参数规模最大的模型。Exaone 应用在生物医药和智能制造方面，有助于加速抗癌疫苗和创新电池的开发。Luminous 由德国初创公司 Aleph Alpha 于 2022 年 4 月发布的预训练模型 Luminous，拥有 700 亿参数，大约是GPT-3的一半左右。Aleph Alpha在此基础上训练了聊天机器人 Lumi，并计划在今年晚些时候发布最新版 Luminous-World，其参数规模将达到 3000 亿。资料来源：百度百科，ChatGPT 官网，InfoQ，搜狐，未来智库，前瞻网，兴业证券经济与金融研究院整理 东西向流量增长驱动网络架构向叶脊结构升级，大幅提升光模块需求量及传输速率。根据思科公司预测，2021 年东西向流量将占 85%，其中数据中心内部的流量占 71.5%，数据中心之间的流量占 13.6%。叶脊架构以更低成本支持大规模网络部署，在数据中心中得到广泛应用。从光模块需求量来看，传统数据中心架构所需 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-13-行业深度研究报告 光模块对机柜数倍数仅 8.8 倍，叶脊架构下该倍数增长至 44/48 倍，光模块配置需求爆发式增长。从光模块速率来看，扁平化的结构利于数据中心增加机柜和服务器数量，大型化、复杂化的发展趋势催化交换机和光模块提升传输速率满足内部海量流量的互通。图 14、东西向流量增加 图 15、叶脊结构与传统数据中心架构对比 资料来源：Cisco Global Cloud Index 2016-2021，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：鲜枣课堂，兴业证券经济与金融研究院整理 表 7、叶脊架构对光模块需求量更大 架构类型 传统三层架构 改进的三层架构 新型叶脊架构 光模块相对机柜数倍数 8.8 倍 9.2 倍 44 倍/48 倍 资料来源：中际旭创可转债募集说明书，中财网，51CTO，兴业证券经济与金融研究院整理 图 16、超大规模数据中心架构及光模块升级路径 资料来源：MSA 800G 白皮书，兴业证券经济与金融研究院整理 AI 高性能计算带来算力缺口，高速率、低延时的要求推动胖树（Fat-tree）架构在数据中心网络中部署，800G 光模块作为高性能计算网络核心部件，率先引领算力需求爆发。AI 服务器普遍采用 CPU+GPU 的形式，GPU 的单卡核心数能达到近千个，如配置 16 颗 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core 32GB GPUs 的核心数可过10240 个，计算性能高达每秒 2 千万亿次，因此对底层数据的传输速率和时延有 请 务 必阅 读正文 之 后的 信息披 露 和重 要声明-14-行业深度研究报告 较高要求。胖树架构上下行端口一致，每个节点上行带宽与下行带宽相等，带宽收敛比为 1:1，从而有效降低数据传输时延并提高计算稳定性，在超算中心大规模部署，驱动光模块向更高速率升级。图 17、Fat-tree 拓扑 资料来源：A Scalable,Commodity Data Center Network Archi