20231220_中泰证券_通信行业：聚焦AI算力与卫星通信创新引领产业新机遇_69页.pdf

证 券 研 究 报告 2023 年12月20日 聚焦AI 算 力 与卫 星 通信，创新 引 领 产业 新 机遇1中泰通信首 席 分析师：陈宁 玉（S0740517020004）Email：研究助理：杨雷Email：研究 助理：佘 雨 晴 Email：核心观点AI 驱 动 板 块 景 气 向上，行业指数前高后低。年初至今通信板块跑赢大盘，累计涨幅接近30%，AIGC 与数字经济推动产业趋势向上，光模块领涨。整体行业收入增速受外部环境影响小幅下滑，盈利能力稳定，IDC 云计算、暖通设备、运维网优等板块增速领先，光模块器件23Q2 开始环比增速居前，AI 带动800G 订单逐步放量。运营商数字化转型持续深化，5G 建设进入后期，资本开支趋稳，结构倾向算网领域，云计算、数据要素等新兴业务发展叠加精准投资、降本增效，考虑调整后估值较低，具有稳健经营高分红特征，中期配置价值凸显。2024 年我们看好三大主线产业机会，关注低估值板块复苏机会。主 线 一：多模态推动算力需求升级，持续看好算力网络产业机会。多模态带动算力需求扩张，北美大厂CAPEX 整体指引乐观并侧重AI 算力投入，GPU 迭代加速，光模块、交换机等底层网络硬件升级周期缩短，2024 年1.6T 需求将现，LPO、硅光、薄膜铌酸锂等新技术方案导入有望加快。大厂改进算网架构以提高训练效率，降低成本功耗，带来结构性增量机会，谷歌引入OCS 交换机，光器件用量增加。海外供应链风险背景下，华为等国产算力芯片加速崛起，关注服务器、交换机等产业链环节结构性增长。主 线 二：低轨卫星进入密集发射期，手机直连卫星打开C 端市场。海外SpaceX 发射频率明显加快，国内GW 和G60 星链两大低轨卫星项目预计2024 年进入规模发射组网阶段。当前产业处于0-1 阶段，空间段及地面端基础设施建设先行，通信载荷、相控阵雷达、信关站核心网等上游卫星制造发射和地面站环节将深度受益。产业初期技术方案仍在迭代，星间激光链路成为新趋势。中长期看，终端市场广阔，手机直连卫星不断加速，C 端应用空间价值将被持续挖掘。主线三：AI 赋 能 终 端创新，低估值板块有望复苏。大模型向端侧下沉趋势明显，AI PC 预计率先放量，带动行业回暖。智能汽车与人形机器人有望成为AI 超级终端，大模型加持下，城市NOA 功能加速上车，叠加试点政策推动，高级别自动驾驶将加快落地。特斯拉已发布Optimus 二代，国内多家公司推出人形机器人，行业或迎量产元年。物联网模组、控制器、连接器等受需求影响整体增速放缓，去库存持续推进，AI 终端创新带来增量，补库与新技术有望共振，带动业绩及估值底部上行。投 资 建 议：（1）算力网络产业链。光模块器件：中际旭创、天孚通信、新易盛、腾景科技、光库科技、源杰科技、光迅科技、联特科技等；ICT设备：中兴通讯、烽火通信、紫光股份、锐捷网络、菲菱科思、盛科通信等；数据中心&液冷：宝信软件、润泽科技、科华数据、英维克等；（2）卫星互联网产业链。卫星载荷：上海瀚讯、信科移动、创意信息；相控阵相关：铖昌科技、海格通信、盛路通信、盟升电子等；星间激光：光库科技、仕佳光子、光迅科技等；（3）AIOT产业链：广 和通、移远通信、美格智能、维峰电子、徕木股份、科博达、拓邦股份、和而泰等；（4）电信运营商：中国移动、中国 电信、中国联通。风险提示：AI 发展不及 预期；技术迭代不及预期；市场竞争加剧；海外贸易争端；市场系统性风险；研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险XVBYzQnQsRpOpRnOqNpQrQ6M9R9PtRoOpNmPiNmNpNeRoMnP9PmMwPNZmMsOuOpNmQ目 录CONTENTS AI 01.02.03.05.06.AI AIOT 04.CONTENTSCCONTENTS专 业 领 先 深 度 诚 信中 泰 证 券 研 究 所1通信指数前高后低，估值处于相对低位5来源：Wind，中泰证券研究所 通 信 指数前 高后低，AI 算 力驱 动行 业 景气 向 上。通 信（申 万）指 数今 年 内最 高 达2900 点，接 近2018 年以 来 高位 水 平，年 初至 今（2023.12.19）涨幅25.7%，跑赢 大盘。AI 是驱动 本轮通 信板块 上涨主 要动因，光模 块作为 核心受 益环节 表现亮 眼，6 月中 旬行业 指数达 到今年 以来最 高点，随后 进 入回 调 阶段，Q3 开始 卫星互 联网成 为行情 重要助 推剂，从制造 发射到 应用端 全产业 链环节 引发市 场关注，华为 回归、英伟达 禁售等 催化国产 算 力产 业 链机 会，AI 行情 回暖。展望明 年，AI 高算力需 求以及 低轨卫 星组网 加速将 构成行 业两大 主线，AI 赋 能终端 创新趋 势下相 关板块 迎来复苏 机遇，行 业 有 望延 续高 景气 度。图表：2023 年初以 来通信 指数与 大盘走 势对比通信指数跑赢大盘，光模块产业链领涨6来源：Wind，中泰证券研究所 通 信 板块涨 幅居前，光模 块产业 链领涨。年初 以来（2023.01.03-2023.12.19），通信（申万）涨幅在 申万行 业分类31 个细 分板块 中排名第二。在 我们构 建 的通信行 业股票 池 中，涨幅 居前五 的 个股集中 在算力 相 关产业链，分别 为 联特科技（+440%）、中际 旭创（+320%）、天 孚 通信（+282%）、剑桥科 技（+255%）、中贝通 信（+234%），除 中贝通 信（算 力租赁）外，均为光 模块器 件厂商。图 表：主要 板块指 数涨跌 幅（%）图 表：通 信 相关 涨 幅前 十 个股（%）-40-30-20-10010203040 300 050100150200250300350400450500 机构持仓：光模块、运营商及设备商7来源：Wind，中泰证券研究所 板 块 估值仍 处低位。截至2023 年12 月19 日，通 信行业PE-TTM（剔 除负值）为18x，全行业 第18 位，低于 创业板（26x），高于 中 小板（17x）、上 证综合（11x）、沪深300（10 x）；TMT板 块 中低于 计算机（47x）、电子（38x）、传 媒（27x），处于5 年 来历 史相 对 低位。机 构 大幅加 仓。2023 年以 来通信 行业仓 位明显 上升，二季度 后小 幅 回落，23Q3 末通信行 业重仓 市值903.07 亿元，环 比下滑18.41%，占基 金股票 投资市 值比重1.49%，环比 减少0.29pct，前十大重仓 股中，中 际旭创、中兴通 讯 位列前二，主要 集 中在光模块器件、运营 商、设备商 及光纤 光 缆细分板 块。0%0%0%1%1%1%1%1%2%2%2%020040060080010001200%图表：通 信行业 重 仓市值及 占基金 股 票投资市 值比重0.0%0.1%0.1%0.2%0.2%0.3%0.3%0.4%050100150200250 图表：23Q3 通信行业 前十大 重仓股 市值占 基金股 票投资 市值比 重05101520253035404550 300 图 表：各行 业及主 要市场 指数PE-TTM（剔除负值）前三季度通信行业运行平稳8来源：Wind，中泰证券研究所 行 业 收入稳 步向上，盈利 能力较 为稳定。2023 年前三 季度，通信行 业整体 实现营 业收入20715.78 亿元，同比 增长5.44%，增速较22 年下滑4.77pct，剔除三 大运营 商和中 兴通讯 后，行 业总营 收5268.61 亿元，同比 增长9.94%，增速较22 年下 滑11.51pct。行 业整体 净利润1764.98 亿元，同比 增长6.41%，增 速同比 下滑7.77pct，剔除 三大运 营商和 中兴通 讯后行 业净利 润284.73 亿元，同比 下降2.28%，增速同比下滑26.55pct。行业 综合毛 利率27.07%，同 比提升0.76pct，净 利率8.52%，同 比略增0.08pct。图表：2019-2023 年前 三 季度 通 信行 业 总营 收 及增 速（亿 元）图表：2019-2023 年前 三 季度 行 业归 母 净利 润 及增 速（亿 元）0%10%20%30%40%50%60%70%80%050001000015000200002500019Q1-Q3 20Q1-Q3 21Q1-Q3 22Q1-Q3 23Q1-Q3-yoy-yoy-50%0%50%100%150%200%020040060080010001200140016001800200019Q1-Q3 20Q1-Q3 21Q1-Q3 22Q1-Q3 23Q1-Q3-yoy-yoy-前三季度通信行业运行平稳9来源：Wind，中泰证券研究所 IDC 云 计 算、暖通设 备、运 维网优 等板块 表现较 好。2023 年前 三季度 共有12 个子板 块营收 同比增 长，其 中暖通 设备（YoY+27.6%）、运维 网 优（YoY+12.3%）、IDC 云计算（YoY+11.9%）增速 领先，细分领 域景气 度有所 恢复，光模块 器件（YoY-8.5%）、服务 器（YoY-7.2%）、无线 射频（YoY-7.1%）增 速最低，主要 由于传 统需求 偏弱及 季节性 因素影 响，服 务器（QoQ+38.7%）、网 络安全（QoQ+17.8%）、暖 通设备（QoQ+16.1%）、光模块 器件（QoQ+15.2%）23Q3 营收 环比增 速居前，AI 带来 的增量 订单逐 步兑现。净利润 同 比增 速 最快 的 前三 板 块分 别 为IDC 云计 算（YoY+38.7%）、网络 安全（YoY+20.4%）、主设 备商（YoY+16.4%），同 比下 降 幅度 最大 的 三大子 板块分 别为专 网通信（YoY-35.2%）、汽车连 接器（YoY-31.4%）、服务 器（YoY-30.1%）。物联 网及连 接器板 块受下 游需求放缓及去 年同期 高 基数影响，增速 显 著放缓，业绩短 期 承压。图表：2023 年前三 季度通 信子板 块营收 及净利 润增速 图表：2023Q3 通信子 板块营 收及净 利润环 比增速-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%YOY YOY-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%QoQ QoQCONTENTSCCONTENTS专 业 领 先 深 度 诚 信中 泰 证 券 研 究 所2AI 通信行业迎来算网新机遇11来源：各公司官网，中泰证券研究所整理/IDC T/R&Cisco HPE Juniper Arista NVIDIA BroadCom Cisco Intel Marvell Finisar Lumentum MOLEX Intel Finisar Oclaro Broadcom Finisar Lumetum BroadCom AIOT大模型走向多模态，算力需求大幅提升12来源：华为官网，腾讯技术工程，中泰证券研究所 多 模 态成大 模型新 一轮竞 争焦点，助力AI 应 用拓 展。23年3 月GPT-4 发布，较GPT-3.5 增加多 模态，支持图 像和文 本同时 输入，输出文 本，9 月推出GPT-4v，新增 语音和图 像交互 功 能，ChatGPT 升级 为多模态 通用大 模 型，11 月升级 至GPT-4 Turbo，开放DALL-E3、GPT-4V 和TTS 等API，GPT-5 有 望支持视 频等形 式输入 输出，进一步 扩展多 模态能 力。除OpenAI 外，谷 歌、Meta、微软 等均发 力多模 态，谷 歌近期 发布全 球首个 原生 多 模态大 模型Gemini，支持文 字、代 码、图 像、音 频、视 频等多 类型内 容处理,首次在MMLU 测评上 超越人 类专家。多模 态感知 与语义 理解的 结 合为机 器人交 互、多 媒体文 档处理 等新型 任务提 供可能，有望 推动AI Agent 等 关键场 景落地。Pika、Emu Video、Runway Gen2 等 文生 视频领域进展 不断，多 模态应用 加速，与 底层算力 形成正 循 环。参数量提 升，算 力 仍为关键。多模 态 大模型较 单模态 使 用数据来 源及交 互 形式更加 复杂，训 练参数规 模指数 级 上升，下 游场景 拓 展带来推 理需 求，算力 仍是大 模型迭 代重要 瓶颈。GPT4 参数量 约1.8 万亿，较GPT-3 的1750 亿参数提 升10倍以上，训练耗 费算力 约2.15e25FLOPS，对应约2.5万张A100。谷歌Gemini 预计万亿 参数量，后续 基于TPU v5p 集群的迭 代版本 消耗算 力可能 为GPT-4 的5 倍。图表：大 模型进 入 多模态时 代 图表：GPT-4 相比GPT-3 所需 算力大 幅增长 token FLOPS GPU GPT-4 1.8T 13T 2.15E+25222.6 A100/25000 A100 90 GPT-3 175B 300B 3.10E+232.53 A100/1000 A100 1 Baichuan 7B 13B 1.4TB 5.88E+221.09E+23 4720A100/LLama2 7B,13B,70B 2000B 8.4E+228.40E+23 6744A100/Falcon 40B 1TB 2.40E+23 19267A100/Chat-GLM2 6B 130B 1TB 3.6E+227.8E+23 2890A100/100B 1TB 6.00E+23 4.82 A100/110B 40TB 2.64E+25 212 A100/云厂商加大AI投入13来源：Wind，中泰证券研究所 云厂商CAPEX 整体 回暖，结 构向AI 倾斜。海 外 大厂 资 本 开支 指引 偏乐 观，23Q3 微软资本 开支99 亿美元，同比+57.84%，环比+10.89%，预计FY24 逐季 提升且 侧重云 产品和AI 基础设 施投入；谷歌 单季度 资本开 支80.6 亿美 元，主 要为技 术基础 设施投 资，包 括服务 器和数 据中 心，未来 将进一 步加大AI 投入，2024 年资本开 支指引 高于23年全年；亚马 逊单季 度资本 开支113 亿美元，同比-25%，环比+8.5%，预计 全 年资本 开支低 于2022 年，减 少履行 和运输 投入，增加生 成式AI 及语言大 模型相 关支出；Meta 单季度资 本开支65.4 亿美元，同比-30.2%，环比+5.3%，全年 预期由270 亿-300亿美元调 整至270-290 亿美 元，2024 年指 引300 亿-350 亿美 元，同 比+11%21%，增长 源于对AI/非AI 硬件服务 器，以 及数据 中心投 入。国内BAT 资本开支整 体好转，23Q3 合计 156.5 亿 元，同 比+1%，环 比+24%，阿 里巴巴 单季度 资 本开支 41.1 亿 元，同比-62%，腾讯 80.1 亿 元，同比+237%，百度35.3 亿元，同比+61%。图表：海 外头部 互 联网云厂 商资本 开 支（亿美 元）图表：国 内头部 互 联网云厂 商资本 开 支（亿元）-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%050100150200250300350400450 Meta YoY QoQ-100%-50%0%50%100%150%200%050100150200250300 YoY QoQAI 算网架构创新，驱动底层硬件迭代升级14来源：英伟达官网，中泰证券研究所 英 伟 达主导AIGC 浪 潮。英 伟达凭 借领先 的“芯 片 布局、NVLink 芯片 互联以 及NVSwitch 交换技术，CUDA 生态和AI 云服务，形成AI 整套 解 决方 案 能力，业绩 持 续超 预 期。其 超 强性 能 的GPU 以及 采 用的IB Fat-Tree 无收 敛 网络 架 构大 幅 提升光模块 和交换 机 使用量，缩短速 率 升级周期。英 伟 达近期 发布H200，较H100 性能提升60%-90%，兼 容H100，可与Grace CPU 搭 配 使用，组成 性能更 强劲的GH200 Grace Hopper 超级芯片。H200 首次采用HBM3e，显存 高达141GB，带宽4.8TB/s，与A100 相比容 量几乎 翻倍，带宽增 加2.4 倍，训练70B 参数Llama2 模型 推理 速度 较H100 提 高近1 倍，预 计24Q2 上市。图表：英 伟达芯 片 路线图-50%0%50%100%150%200%250%300%020406080100120140160180200FY22Q4 FY23Q1 FY23Q2 FY23Q3 FY23Q4 FY24Q1 FY24Q2 FY24Q3 QoQ QoQ图表：英 伟达单 季 度营收（亿美元）图表：DGX GH200 NVLink 互连AI 算网架构创新，驱动底层硬件迭代升级15来源：SDNLAB，中泰证券研究所 超 以 太网联 盟成立，打造 更适用 于AI 的 网络。以太 网广泛 用于企 业网络、互联 网接入 和家庭 网络等 局域网 和广域 网通信，较IB 协议具 有低 成 本、标 准化，灵活可 扩展优 势，劣 势在于 延迟以 及维护 成本较 高。RoCE 协议 下以太 网融合RDMA 功 能，应用于 高性能 计算场 景，性能与IB 差距 缩小，但由 于RDMA 不具 备多路径 支持，对 于丢包敏 感，使 以 太网在面 对带宽 和 时延要求 更高的AI 训练网络 时与IB 差 距加大。23 年7 月UEC（超以 太网 联 盟）成 立，创 始成 员 包括AMD、Arista、博 通、思 科、Eviden、HPE、Intel、Meta 和微 软，致 力于 开 发物 理层、链路层、传输 层和软 件层以 太网技 术，不 需要无 损网络 即可实 现多路 径和无 序数据 包传输，可扩 展未来 网络，支持100 万个端点，在商 用 硬件上 实现 800G、1.6T 和未来更 快以太 网的线 速性能。联盟 预计将 于2024 年推出 第一批 完全基 于标准 的产品。图表：高 性能以 太 网交换机 图表：UEC 联盟成员谷歌在数据中心和AI 算力中引入OCS交换机16来源：晚点LatePost，Anandtech，R.Urata,et.al.,Mission Apollo:Landing Optical Circuit Switching at Datacenter Scale，中泰证券研究所 谷 歌 推出TPU v5p，性能 大幅提 升。TPU（Tensor Processing Unit,张 量 处理器）是谷歌 专门为 加速深 层神经 网络运 算能力 而研发 的一款ASIC芯 片，其Gemini 大模 型基 于TPU v4 和TPU v5e 大 规模 训练，最 新 发布 的TPU v5p 专 为性 能、灵 活性 和 规模 而 设计，与TPU v4 相 比，bfloat16 性能提升至1.67 倍，内 存容量提 升3 倍至95GB，带宽增加 2.25 倍至2765GB/s，ICI 网络带宽 提升2 倍至4800Gbps，新增int8 运算，速 度为918 TOPs，LLM 训 练 速度 快2.8 倍，嵌入密 集模型 训练速 度快1.9 倍。Apollo（OCS）替代Spine 层，成本功 耗降低。谷 歌以 三 层Clos 拓扑模型为 基础创新 自有数 据 中心网络Jupiter，传统Clos 叶脊架构（spine-leaf）将数据中 心中的 所 有服务器 和服务 器 机架连接 在一起，该网络主 干使用 的 电子分组 交换机(EPS)耗电量很 大，同 时随着每2-3 年网络 速度翻番，每一代EPS 交换 机升级 需要都 会带来 巨大的 资本支 出。谷 歌通过 利用SDN 以及在数据 中心交 换机之 间引入Apollo Fabric（OCS），取代原 有Spine 层，以直 接网状 方式连 接异构 汇聚层 块，创 建动态 逻辑拓 扑，从 而按需 调整网 络流量 分布，实现高 效全互 联，流 量完成 时间降 低10%，吞 吐 量提高30%，功 耗降低40%，相应成 本降低30%。图表：英伟 达GPU 和谷歌TPU 对比 图 表：谷歌 用Apollo 替代原 有Spine 层 INT8 TFLOPS GB Tbps 发 布时间H200 1979 141 4.8 2023H100 1979 80 3.4 2022A100(80GB)624 80 2 2020TPU v5p 918 95 2.8 2023TPU v5e 394 16 0.8 2023TPU v4-32 1.2 2021传统clos 拓扑结构 谷歌Apollo 结构谷歌OCS交换机将加速光模块迭代速度17来源：，谷歌，中泰证券研究所 OCS 网 络 交换 机在技 术和综 合成本 上优势 明显。Apollo 使用带 光路开 关(OCS：Optical Circuit Switch)的 EPS，第一代光 开关称 为Palomar。OCS 是一种完全 光 学的互连，使用 镜 子来重定 向入射 光 束，这些 光束用 数 据从源端 口编码 到 目标端口，通过 取 代Spine 层，省略光 电转换，降 低 此前该 层交换 相关的 电力和 资本支 出成本。除了 显著节 能外，OCS 具有数 据速率 和波长 不可知 以及低 延迟两 大优点，由于OCS 采用光学 交 叉连接，不同 速率交 换机连 接只需 要其重 定向光，而不 需要移 动数据 包，即 可以通 过设置OCS，在升 级光模 块和交 换机时 保留原 有的低速器件，OCS 使用寿命长 于传统EPS，进一步 降低成 本。OCS 弱化了 光模 块与交换 芯片速 率 演进的一 致关系，有望加速1.6T 光模块应用。图表：通过 配置OCS 交 换机 连接输 入和输 出光纤 排列组 合，实 现不同 逻辑拓 扑结构3D torus 及OCS构成TPU 集群网络两大特征18来源：N.Jouppi,et.al.,TPU v4:An Optically Reconfigurable Supercomputer for Machine Learning with Hardware Support for Embeddings，中泰证券研究所 OCS用于TPU 集 群，提高系 统性能 及运算 效率。OCS 已被应用 于 谷歌AI 网络，根 据其公 布的TPU v4 集 群相 关介 绍，64颗TPU 按3D torus 架构互 连形成cube，每个cube 外侧6 面TPU与OCS 相 连，内 部TPU 通过 电缆连 接，即48 个OCS 连接来自64个cube 的48 对光缆，总共并 联4096 个TPU v4 芯 片。最新TPU v5p 集群可支持8960 颗芯片互 连。通 过 部署OCS，系统稳 定性大 幅提高，当某 颗CPU 出现故 障时，可以 动态配 置 网络绕过 故障芯 片，以及根 据实际 任 务的数 据 流和大 小灵活 配置TPU 互连结 构以及 所需调 用芯片 的切片大 小，提高 整 体 性能 和运 算效 率。图表：3D torus 拓 扑结 构图表：OCS 增强系统 稳定性 图表：互 连结构 可 灵活配置OCS交换机将增加光器件使用量19来源：R.Urata,et.al.,Mission Apollo:Landing Optical Circuit Switching at Datacenter Scale，中泰证券研究所 Apollo 实 现交 换层高 性价比、大规 模优势 的三大 关键硬 件：OCS，WDM 光 模块 和光环 形器。Palomar OCS：核心器 件包括 光纤准 直器、MEMS 反射 镜组件、相机 模组、光分路/合路器等。光通 过光纤 进入OCS 系统，先后 经过2 个MEMS 阵 列，每 个阵列 包括136个平面镜 用于精 准调节 光传播 方向。同时2 个监 控通道 使用850nm 波 长光，经过MEMS 反射后 进入监 控相机，通 过 图像处 理反馈 控制MEMS 阵列，优化链 路插损。Palomar 可 实现136 个光路间 任意切 换，信 号双向 传播。WDM 光 模块：第一 代Apollo 选用LR4 CWDM4 方案。光 环 形器：用于建 立双向 链路，通过光 环形器，OCS 端口 和光纤 数量减 半，降 低系统 复杂性。其宽 带特性 支持在 不同代 际CWDM4 光 模块重复使用，摊销成 本。图表：Palomar OCS 内 部 结构 图表：Palomar OCS 工 作 原理 图 表：内 置 光环 形 器的WDM 光模块结构AI 推动400G/800G需求不断提升20来源：LightCounting，中泰证券研究所 AI 算 力对光模 块需 求未来持 续增加。根据LightCounting 对以太网 光模块 销 售的预测，包括 人 工智能集 群光连 接 对该市场 贡献的 估 计。未来5 年，用 于 人工智 能集群 的光模 块销售 总额将 达到176亿美元，且同期 所有其 他应用 场景的 以太网 光模块 预计为285 亿美元 的销售 额，AI 集群光模 块占比38.18%。400G/800G 等高 速模 块带 动 光模 块 增速 提 升。根据LightCounting 预计，2023 年以 太网 光模 块 的全 球 销售 额 将下 降5%，但 由于 人工 智 能集 群 对400G 和800G 光连 接 的需 求 非常 强 劲，因 此下 滑 幅度 不 会像 之 前预 计 的10%那么大。此外，LightCounting 还大幅提 高了对 未来2 3 年400G/800G 光模 块销量 的预测，从而 将2024 年 2025 年的 整体市 场年增 长率提 高到30%左右。图表：用 于人工 智 能集群的 光模块 销 售趋势图表：400G/800G 等带动光 模块增 速提升1.6T光模块升级提前，2024H2有望上量21来源：ITPUB，光通信女人，中泰证券研究所 光 模 块趋势 向高速 率发展。AIGC 等技术 的快速 发展带 来数据 量呈指 数级增 长，设 备与设 备之间 的亦需 要更大 带宽连 接，因 此光模 块需要 向更高 带 宽发展。现有 光模块 带宽主 要以100G/200G/400G，目前 正朝着800G、1.6T 甚至 更高的 带宽发 展。交换机芯片密度的 提升有望带来1.6T 加速放量。数 据 中心 交 换 芯 片 的 演 变趋 势 基 本 上 处 于 每两 年 翻 一 番 的 快 速增 长，25.6T 交 换 芯片 用7nm 工艺，51.2T 则 需 要 选择5nm 工艺节点，预计2025 年3nm 工艺节点可实现，并支 持 交 换 芯 片 能 实现102.4T 的容量。对于102.T 的 交 换 容量，则需要1.6T 光 模块，光口 每 波长 速 率需 要 达到200G。我 们预计2024 年1.6T 有望 小批量 出货，2025 年，1.6T 即可进入 产业化 节点。图表：光 模块向 高 速率发展 趋势 图表：交 换机密 度 提升带动 光模块 速 率提升LPO将在2024年批量部署22来源：MACOM，LightCounting，中泰证券研究所 LPO 主 要 优势 在于降 低功耗 及延迟。LPO 是指基于Linear Driver 芯片技术实 现的可 插拔光 模块，线性驱 动方案 的直接 表征在 于去DSP 化，在数据 链 路中只 使用线 性模拟 元件，无CDR 或DSP 的设 计方案。该方 案主要 运用于 数据中 心等短 距离传 输场景，通过 线性直 驱技术 替换传 统的DSP，实 现系 统降低 功耗和 延迟的 优势。LPO 端 口 出货 量CAGR 有 望达217%：根据LightCounting，预计2026 年-2028 年，LPO/CPO 端口 将 占到800G 和1.6T 总部 署 端口 的30%以上。预计LPO 光 模块 出货量 从2023 年的1.31 万件 增长到2028 年的418 万件，CAGR 可达 217%。预计800G 及以上速 率LPO 光模块出货 量占比 预计从2023年的3%增长到 2028年的19%。图表：LPO 结构图示 图表：2023-2028 LPO 端 口 出货 量 增速2023ECAGR：217%2028E高速率硅光占比不断提升23来源：Yole，LightCounting，中泰证券研究所 硅 光 技术 将 实现低 成本、大规模 的光连 接。根据Yole 数据，2022 年，硅光 芯片市 场价值 为6800 万美元，预计 到2028 年将超 过6 亿美元，2022年 2028 年的复合 年均增 长率为44%。且 主要因 素来自 于对更 高吞吐 量及更 低延迟 需求的 机器学 习的800G 可插 拔光模 块需求，硅光 逐步成 为光模块主 流技术 之 一。基于SiP 的光 模块 占 比不 断 提升：LightCounting 预计，使 用 基于SiP 的光 模块 市 场份 额 将从2022 年的24%增加 到2028 年的44%。可 以预 测，未 来除了VCSEL，所 有的LPO/CPO 器件 都将基 于SiP 平台。所有的 新材料（TFLN、BTO 和聚合物）都将 使用SiP 平台 与其他 光学元 件和电 子器件 集成。这一未 来趋势 也将进 一步带 动SiP 占比提 升。图表：光 模块使 用 材料结构 图表：2022-2028 硅光营 收增速 预测海外供应链不确定性增强，国产算力替代加快24来源：IDC，Omdia，中泰证券研究所 国内AI 加 速创新，算力 需求增 长。2023 年初 以来百 度、腾 讯、华 为等互 联网巨 头、科 技企业 及研究 机构密 集公布 生成式AI 产业 布局及进 展，国产 大模型 进入集 中发布 期，根 据IDC 统计，截至23 年10月，国 内累计 发布大 模型数 量超过200 个。同 时政策 加大支 持力度，引导 产 业规范 发展。根据IDC 测算，基 于FP16，2022 年中 国智能 算力规 模259.9EFLOPS，预计2023 年同比增 速近60%，2027 年将 增至1117.4EFLOPS，2022-2027 年CAGR 达34%。Omdia 数据显示，预计2023 年英 伟达H100 终端 客户中，Meta 和微软各 购买15 万块，位列前二，谷歌、亚马逊 及Oracle 各采购5 万块，中 国厂商 中腾讯、百度、阿里、字节 跳动分 别采购5 万、3 万、2.5 万和2 万块。图 表：中国 智能算 力规模（基于FP16 计算，EFLOPS）图表：2023 年英伟 达H100 芯片销售 客户结 构0200400600800100012002020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E海外供应链不确定性增强，国产算力替代加快25来源：BIS，芯智讯，中泰证券研究所 美国AI 芯 片限制 加码。2023 年10 月17日，美 国BIS 更新 了2022 年10月发 布的 半导 体 出口 管 制规 定，与 去 年文 件 对于 芯片算力和 互连带 宽 两大限制 相比，此 次管制在“算力 4800TOPS 且互 连带宽 基础上，以“性 能密度（PD）”和“总处理 性能（TPP）”取 代带宽 参数作 为限制标 准，规定1），且 的芯 片属于高 性 能芯片，限制 出口；2）4800 且 5.92，且 5.92 的芯 片属 于次 高 性能 芯 片，需通知BIS 取得例 外许可。管制 进一步 升级，新条款 下包括已经被限 制的A100/H100 以及A800/H800 均被限制对 华销售。新 条 款于2023 年11 月16日生效。图 表：美国BIS 高性 能芯 片 限制 措 施图表：部 分在中 国 销售受限 高性能 芯 片 ECCN 3A090 AI 3A090.a 1 TPP)4800 2 TPP 1600 PD 5.923A090.b 1 2400 TPP)4800 1.6 PD 5.92 BIS NAC 2 TPP 1600 3.2 PD 5.92NVIDIAFP32/TF32(TFLOPS)FP16(TFLOPS)TPPDie size(mm)PD=TPP/Die size H100 62.08/756 248.3 24192 810 29.72 3A090aH800 62.08/756 248.3 24192 810 29.72 3A090aA100 19.49/155.92 77.97 4989.44 826 6.04 3A090aA800 19.49/155.92 77.97 4989.44 826 6.04 3A090aL40s 91.61/183/5856 609 9.62 3A090aL40 91.52(FP32/5792 609 9.51 3A090bL4 31.33/120/3840 294 13.06 3A090bRTX 4090 82.58(FP32)/2642.56 609 4.34 3A090bA6000 38.71/75/2400 628 3.82 3A090bA5500 34.7/69.4/2220.8 628 3.54 3A090bA5000 27.77/56/1792 628 2.85 A30 10.32/82.6/2643.2 826 3.2 3A090bA40 37.42/74.8/2393.6 628 3.81 3A090bAMDFP32算力(TFLOPS)FP16算力(TFLOPS)TPPDie size(mm)PD=TPP/Die size触发限制规则MI300 1017 MI250X 47.9 383 6128 724 8.46 3A090aMI250 45.3 362.1 5793.6 724 8 3A090aMI200 22.63 181 2896 724 4 3A090bMI210 22.63 181 2896 724 4 3A090bRX 7900 XTX 61.42 122.8 1965 529 3.71 3A090bRX 7900 XT 51.48 103 1648 529 3.12 Radeon PRO W790061.32 122.6 1962 529 3.7 3A090bRX 7900 GRE 45.98 91.86 1471 529 2.78 IntelFP32算力(TFLOPS)FP16(TFLOPS)TPPDie size(mm)PD=TPP/Die size GPU Max 1550 52.43 52.43 1677.8 1280 1.31 GPU Max NEXT 65.54 65.54 2097 1280 1.64 3A090bGaudi 2 海外供应链不确定性增强，国产算力替代加快26来源：华为官网，钛媒体，中泰证券研究所 国 内 芯片厂 商加速 追赶，华为领 导国产 算力。国产GPU 仍处 起步阶 段，华 为、寒 武纪、海光信 息等持 续升级 芯片性 能，完 善生态 建设，缩小 与 海外领 先厂商 差距。华为是 业界唯 一同时 拥有“CPU、NPU、存储 控制、网络互 连、智 能管理”5 大关键 芯片的 厂商，制定“鲲鹏+昇腾”双引擎 战略，2018 年推出310和910 两款昇 腾处理 器，基 于达芬 奇架构，分别 用于推 理和训 练场景，910 处 理 器采用7nm 工 艺，半 精 度（FP16）算力 可达320TFLOPS，整 数精 度（INT8）算 力可 达640TOPS，功耗310W，算力 和 英伟 达A100 性 能 基本 上 相当，搭配 自 研AI 计算框架MindSpore，降低AI 开发门 槛，实