本文来自微信公众号“AI芯天下”，作者/方文三。
鉴于全球数据流量的迅猛增长，高性能AI服务器集群的建设需求应运而生，进而推动了光模块需求量的显著攀升。
目前，无论是在电信领域还是数据通信领域，高速率光模块占比的提升已成为一种明显的趋势。
光模块从400G到800G演变
光模块在光纤通信中用于电信号和光信号之间的互相转换，在发送端实现电/光转换，在接收端实现光/电转换。
数通光模块平均迭代周期约3-4年，例如100G从2016年开始上量到2021年已有5年的生命周期，预计400G生命周期也将达到4-5年。
随着交换芯片速率的不断提升，光模块的需求也在不断演变。
理论上，当交换芯片速率达到51.2Tbps时，400G光模块将成为市场主流，同时800G光模块的需求也将初步显现。
而当交换芯片速率进一步提升至102.4Tbps时，800G光模块将取代400G成为新的主流，同时1.6T光模块的需求也将开始萌芽。
光模块能兑现业绩与英伟达密不可分
英伟达GPU在AI发展历程中发挥着至关重要的作用，为其提供了不可或缺的算力支持。
而GPU与光模块的紧密结合，进一步提升了AI训练的数据传输速度和计算能力。
随着英伟达GPU出货量的显著增长，光模块行业也迎来了量价齐升的发展机遇。
此外，科技公司的激烈竞争进一步推动了GPU的需求，例如Meta的H100采购量超出市场预期，微软和谷歌也计划加大GPU的购买量。
这种情况下，光模块行业也受益于GPU的热潮，自Meta采购更多GPU以来，头部光模块公司的插单排产订单已经安排到了2024年二季度。
除了数量上的增长，英伟达还推动了光模块高端产品出货量的提升。
随着AI对网络端带宽需求的增加，更高速率的光模块成为必要。英伟达最新的H100芯片已经越来越加大对800G光模块的应用，这进一步促进了800G光模块销量的增长。
AMD近期强调算力芯片27年4000亿市场规模的预期，Coherent也把800G及以上光模块市场规模直至28年的CAGR上调至65%。
同时，AI文生视频技术的出现也为光模块行业带来了新的发展机遇。
更长时长、更高清、更细节化的文生视频需要处理更多的视频数据，这就要求光模块具备更高的传输速率和稳定性。
这也进一步推动了800G光模块的销量增长，有投资者预测，2023年800G光模块的市场需求将达到120-140万个；
而到2024年，仅英伟达就能支撑起1000万只800G光模块的市场需求。
800G光模块市场竞争格局相对集中
近年来部分海外厂商逐渐退出光模块市场，转而向上游芯片、器件等领域发展。
国产光模块厂商在400G时代的崛起迅速，国内厂商中，以中际旭创和新易盛为代表的企业在400G时代已展现出强大的全球竞争力。
在800G时代，有望进一步巩固和扩大这一优势。
目前，国内主要的光模块厂商已经开始积极布局800G光模块产品的研发和生产，其推出时间甚至早于一些海外龙头企业。
这一趋势表明在即将全面到来的800G时代，国内厂商有望进一步巩固和扩大在全球光模块市场的领先地位。
目前国内厂商加速400G/800G光模块布局，光迅科技、中际旭创、新易盛、剑桥科技已量产800G光模块产品。
光模块目前决定优势领涨产业链
在国内AI上游产业链中，芯片、算力、半导体、CPO以及光模块等关键技术领域占据重要地位。
在这些领域中，光模块板块在股价表现上尤为突出，分歧较小且涨幅显著。
自2023年至今，光模块行业的领军企业中际旭创和天孚通信的股价分别实现了4.2倍和2.2倍的增长。
相比之下，其他AI上游公司在股价表现上并不抢眼。例如，算力领域的领军企业浪潮信息在过去一年中股价下跌了10%，而芯片和半导体板块在过去一年中也分别下滑了20%以上。
光模块之所以能在众多领域中脱颖而出，很大程度上是因为其在全球市场上取得了竞争优势。
尽管光模块的技术属性相对较弱，与其他电子产品一样，存在技术学习周期，但其在成本和响应速度方面的优势使其成为国内具备全球竞争优势的产业。
根据光通信领域的权威机构LightCounting的数据，自2010年至2022年，全球前十家光模块厂商中，中国企业的数量从1家增加至7家。
包括中际旭创、华为海思、海信宽带、光迅科技、华工正源、新易盛和索尔思光电。其中，中际旭创自2021年起与II-VI（现Coherent公司）并列全球第一位。
凭借全球领先的技术优势，国内的光模块企业已成功打入海外大厂的供应商网络，例如中际旭创已成为北美四大云商以及英伟达的供应商。
这种全球优势使得光模块成为国内少数能与全球AI产业链形成共振的板块。
在业绩方面，中际旭创预计2023年度净利润为20亿元至23亿元，同比增长63.4%至87.91%。
天孚通信预计2023年归属于上市公司股东的净利润为6.77亿至7.58亿，同比增长68%至88%。
这些业绩预期进一步证明了光模块在国内AI上游产业链中的重要地位以及其在全球市场上的竞争优势。
高速率是光模块的未来发展必然趋势
随着光模块的持续进步，其向800G的快速发展已成为业界共识，而未来向1.6T高速率演进的趋势也日益明显。
1.6T的传输速率，即每条通道200G，通过8个通道的并行传输，可以实现高达1.6T的传输速率，这是800G的两倍。
这种提升对于AI客户而言，意味着在更短的时间内可以传输更多的数据，进而提升数据处理效率。
在迈向1.6T时代的过程中，传统的可插拔速率升级可能已接近其极限，因此，光互联的升级可能会转向CPO及相关方案。
据Lightcounting预测，CPO的出货预计将从800G和1.6T端口开始，预计在2024年至2025年之间开始商用，并在2026年至2027年之间开始大规模生产。
目前，AI已经明显加速了光模块技术的迭代，并显著缩短了光模块的更新周期。
已有部分光模块厂商在1.6T光模块技术上取得了突破，例如中际旭创已经为重点客户开发的1.6T光模块，预计今年将开始送样和认证，下半年可能会开始小批量销售。
同时，硅光技术有望在GPU互联、下一代nvlink、CPO硅光引擎等领域得到广泛应用，这将进一步推动800G至1.6T等高速光模块产品的迭代升级。
根据LightCounting在2023年7月发布的预测报告，预计2023-2027年用于AI集群应用的光模块市场规模将达到176亿美元，占同期光模块整体市场的38%。
由于AI大模型的高流量对带宽有更高的要求，800G及以上的高速光模块相较于200G/400G光模块具有更高的带宽和更低的单位功耗，因此，预计高速光模块的需求增速将较高。
据Coherent预测，未来五年内，800G、1.6T和3.2T数通光模块市场将以超过40%的复合年增长率增长，从2023年的6亿美元增长到2028年的42亿美元；
预计在2028年甚至更早的时间，与AI相关的800G和1.6T数通光模块的出货量占比将接近40%。
结尾：
当前，大型模型对计算能力的需求正在不断增加，然而当前供应端仍未能完全满足这一需求。
预计在2024年，计算能力芯片有望持续进行技术升级，实现性能提升和成本优化，其中GPU和云服务提供商自主研发的AI专用芯片预计将取得显著进展。
在光模块领域，核心的发展趋势正朝着更高的速度、更低的成本和功耗前进，包括LPOCPO技术和硅光集成等。
领先的光模块制造商有望借助自身的研发实力和客户基础，充分利用AI技术带来的行业机遇。
展望未来，光模块技术的研发将继续向更高的传输速率、更大的传输容量和更智能化的方向发展，以满足不断增长的市场需求和技术挑战。
