中富金石：光模块最大成本项 AI风口和国产替代催生产业景气成长

​事件刺激：

【人工智能】是我们近期重点跟踪的主线之一，2018年中央经济工作会议首次提出“新型基础设施建设”，2019年后多次重要会议提及“新基建”，伴随数字经济和人工智能的双重拉动，双千兆网络、数据中心、人工智能等“新基建”加速推进，光芯片作为光通信核心器件，也是AI重要算力基础设施，需求有望持续拉升。

最新消息：

4月20日，工信部表示将推动6G、光通信、量子通信等核心关键技术加速突破，加大人工智能、区块链、数字孪生等前沿技术研发力度，此次工信部专门强调“光通信”作为核心关键技术，验证光通信已成为AIGC下的核心环节。

4月19日，上海市经信委印发文件，到2023年底，接入并调度4个以上算力基础设施，可调度智能算力达到1000PLOFPS（FP16）以上，形成枢纽型数据中心集群，城市数据中心集群，边缘数据中心梯次布局，利用通信机房、变电站等设施按需灵活部署边缘数据中心。

关注逻辑：

算力需求大幅增长 光模块迎来共振景气周期

据OpenAI测算，2012年以来全球头部AI模型训练算力需求3-4个月翻一番，每年头部训练模型所需算力增长幅度高达10倍，远超摩尔定律的增长速度。大模型的训练和推理需要大量的高性能计算（HPC）算力支持，对AI服务器需求提升，Trendforce数据，预估2022年搭载GPGPU的AI服务器年出货量占整体服务器比重近1%，约14万台；预计2023年出货量年成长可达8%，2022~2026年CAGR达10.8%。从典型SuperPOD的高速光模块用量测算，一个SuperPOD架构需要140台AI服务器；1120张A100 GPU；186台交换机与5760~8000个光模块。其中交换机：服务器的数量比为1.3；交换机：服务器的价值量比为8%；光模块：GPU的数量比为5~7；光模块：服务器的价值量比为4%~7%。空间预计，训练+推理所对应AI带来的服务器市场增量为1456亿美元，较现有服务器市场增幅高达147%，对应数通光模块市场增量为58亿美元，较现有光模块市场增幅高达116%。

AI大模型带来创新驱动，三重红利催化光模块估值弹性

从光模块产业发展看，技术迭代和资本开支的周期性波动，对其盈利影响最为突出，在2016-2017年的100G技术升级、海外云厂商资本开支增速上升阶段，中际旭创为代表的国内龙头公司全球份额提升，市盈率提升到50-60倍。在2019-2020年的400G技术升级、海外云厂商资本开支增速上升阶段，中际旭创、新易盛共同发力，预测市盈率提升到50-60倍的区间。按照端口数量统计，CPO的全球发货量将从2023年的5万件逐步增长到2027年的450万件，需求巨大。

2022年Q3海外互联网大厂资本支出合计同比，增速为19.42%，处于周期底部，2022年Q4合计支出同比增加132.51%，当前处在800G技术加速、海外云厂商资本开支增速触底阶段，2023年下半年-2024年两个周期将形成向上共振，预计AI大模型带来的创新驱动力比前两轮更强，在技术升级周期加速+资本开支周期触底+全球竞争优势三重红利下，光模块有较大的估值弹性。

光芯片是光模块核心元件，高端国产化率低、成长空间广阔

光芯片是实现光转电、电转光、 分路、衰减、合分波等基础光通信功能的核心。光芯片是光模块成本中占比最大部分，光模块的成本由多种因素组成，包括光器件、电芯片、PCB和外壳等原材料，其中，光器件的成本占比最高，达到73%。在光器件中，光发射器件和光接收器件成本占光器件成本的80%，而激光器和探测器中的核心光芯片占据了总成本的85%。随着传输速率的提高，光芯片在光模块成本的比例越来越大，10Gbs以下光模块中光芯片占比30%，10Gbs-25Gbs光模块中占比40%，而25Gbs以上光模块中光芯片的占比达到60%，越是高端器件，光芯片占比越大。

目前全球光芯片市场由美中日三国占据主导地位，海外光芯片企业已形成产业闭环和高行业壁垒，可自主完成芯片设计、晶圆外延等关键工序，量产25G及以上速率光芯片。而国产替代率分化明显，高端光芯片国产率仍较低，根据ICC预测，我国光芯片企业已基本掌握2.5G及以下速率光芯片的核心技术，2021年该速率国产光芯片占全球比重超过90%，10G光芯片方面，2021年国产光芯片占全球比重约60%，但不同光芯片的国产化情况存在差异，部分10G光芯片产品性能要求较高、难度较大，如10G VCSEL/EML激光器芯片等，国产化率不到40%；25G及以上光芯片方面，我国光芯片厂商在应用于5G基站前传光模块的25G DFB激光器芯片有所突破，光模块企业开始逐步使用国产厂商的25G DFB 激光器芯片，2021年25G光芯片的国产化率约20%，但25G以上光芯片的国产化率仍较低，约为5%，目前仍以海外光芯片厂商为主。

25G及以上光芯片主要应用于移动通信网络市场和数据中心市场，包括25G、50G、100G激光器及探测器芯片。在对高速传输需求不断提升背景下，更高价值量的25G及以上高速率光芯片市场增长迅速，行业数据测算，2021全球25G及以上光芯片市场规模为107.55亿元，2019年至2025年，25G以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大，市场空间将从13.56亿美元增长至43.40亿美元，CAGR为21.40%，而整个光芯片占光模块市场比重从2018年约15%的水平到2025年以后超过25%的水平，随着通讯、AI 等产业对高性能光模块的需求快速增长，光芯片将呈现量价齐升的增长趋势。