高速光模块&CPO：产业格局全景梳理.docx

### 高速光模块&CPO：产业格局全景梳理 #### 一、产业背景与发展趋势 在人工智能(AI)时代背景下，大数据模型的发展促使数据中心结构升级，数据存储与传输的需求成倍增长，对数据中心中的数据传输速率提出了更高要求。据Synergy统计数据显示，全球目前有314个新的超大规模数据中心在建设之中，而这些超大规模运营商运营的数据中心数量预计在未来三年将超过1000个，并将持续增长。 随着数据中心流量爆发式增长，高性能AI服务器集群的建设需求也随之增加，而这些集群内部通信对800G光模块的需求是确定性的。以英伟达为代表的AI计算设备厂商正在加速生产高性能GPU，如H100和A100等型号，这也侧面印证了下游AI数据中心的旺盛需求，进一步支持了以800G为代表的高速光模块市场空间的增长。 数据中心交换芯片吞吐量不断提升，带动光模块速率不断迭代。据FROST&SULLIVAN预计，全球光模块市场规模将从2020年的105.4亿美元增长到2024年的138.2亿美元，其中数据通信市场规模占比将由2020年的51.4%提升至2024年的60.7%，成为光模块市场增长的主要驱动力。得益于AI浪潮下的数据中心加速建设和5G网络的深入布局，中国光模块市场也有望进一步增长。 #### 二、光模块行业概览 1. **定义与功能**：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。 2. **市场分类**：根据应用领域进行划分，主要有数通市场(Datacom)和电信市场(Telecom)。数通市场规模大于电信市场。 3. **迭代周期**：数通光模块平均迭代周期约为3-4年。例如，100G光模块从2016年开始上量到2021年已有5年的生命周期，预计400G光模块的生命周期也将达到4-5年。400G数通光模块从2020年开始进入规模上量阶段，2022-2024年有望持续上量。800G数通产品从2022Q4开始规模化商用，预计2023年将进入大规模交付。 #### 三、光模块产业链分析 1. **产业链结构**：光模块位于光通信产业链中游，上游为电子元器件、PCB、光芯片、结构件等元器件供应商；下游是电信运营商和云计算数据中心运营商等客户。 2. **上游分析**：上游原材料供应充足，供应商众多，产业发展成熟。其中，光芯片是上游产业链的核心器件，约占光模块总成本的26%。 3. **下游分析**：下游主要是通信设备制造商和大型互联网企业，企业数量较少但体量庞大。光模块行业通常根据下游客户需求制定生产计划，再根据生产计划提前向上游供应商采购原材料，上下游存在密切的协作关系。 #### 四、高速率光模块行业概览 1. **应用场景**：数据中心内部根据不同场景采用不同速率和技术的光模块。叶脊架构下的数据中心互联场景可以分为数据中心之间、脊-核心、叶-脊、TOR-叶、服务器-TOR、服务器之间等场景，除服务器与服务器间的场景外，其他场景均应用有光模块。 2. **叶脊架构**：传统数据中心向新型数据中心的升级主要涉及将传统三层网络架构升级为叶脊两层网络架构。叶脊架构所需的高速光模块数量是传统三层架构的30倍，极大地提升了对光模块的需求量。 3. **技术演进**：AI带来的流量爆发驱动下，TOR-叶连接及之上的连接层级正逐步向800G速率转换，光模块厂商迎来新一轮技术带来的增量需求。 #### 五、800G高速率光模块的发展 1. **市场需求**：随着AI数据中心互联的发展，光模块正持续向更高速率迭代。800G光模块功耗较400G光模块有所降低，这使得800G光模块相较于前几代产品更具优势。 2. **技术路径**：每一代技术升级往往伴随着技术路径的变化，引导着竞争格局的变化。因此，光模块厂商需要持续研发投入，以抓住代际升级的新品机遇，实现市场份额的扩大和巩固。 高速光模块&CPO产业正面临前所未有的发展机遇。随着AI技术的进步和数据中心的不断升级，高速光模块的市场需求将持续增长，而CPO技术作为未来可能的重要发展方向之一，也将进一步推动光模块产业的发展。