AI驱动光模块需求暴增,谁能站上风口?

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需求爆发,但目前看,产能跟进略显乏力。

  随着人工智能的发展,算力竞争已成为科技企业之间角力的新战场。作为光纤通信中的重要组成部分,光模块是实现光信号传输过程中光电转换和电光转换功能的光电子器件,其性能对AI系统有着直接影响。

  AI驱动下,光模块已成为市场中的“香饽饽”。近日,信息咨询公司六度智囊接到需求,多名客户希望对光模块领域不同专家进行访谈,把握行业的发展动向。

  六度智囊是一家商业信息检索平台,为客户提供优质且领先的研究决策支持和专家知识共享服务。目前已实现海外专家50K+,业务覆盖北美、亚洲、欧洲、东南亚等地区。根据六度智囊促成的访谈来看,随着AI技术的不断进步和算力需求的日益增加,对于光模块的需求将进一步增长。

  立于风口,光模块大显身手

  2022年11月30日,ChatGPT发布,此后,全球大模型热潮席卷而来,最近,文生视频大模型Sora更是引发市场热捧,算力需求正呈指数级增长态势。

  OpenAI发布的报告指出,2012年以来,AI训练应用的算力需求每3-4个月就会翻倍,从2012年至今,AI算力增长超过了30万倍。而光模块的自身优势无疑完美契合了AI在高性能计算性能和应用拓展方面的需求。

  光模块具有高速度、低延迟特性,既可提供强大的数据处理能力,又能够确保数据传输效率。且光模块的带宽大,意味着可以同时处理更多数据。远传输距离则使得数据中心之间的高速数据交换成为可能,有助于构建分布式AI计算网络,促进了AI技术在更广泛领域的应用。

  前任微鲸科技有限公司项目经理在六度智囊所促成的访谈中提到:

  “在当前的网络设备市场中,我们观察到400G和800G光模块产品是市场的主要发货对象。随着人工智能技术的发展,对于高速光模块的需求日益增长,因为AI应用倾向于使用这些高速率的产品。特别是800G光模块,它能够根据需求与GPU进行适配,这对于需要处理大量数据的AI应用来说非常关键。

  此外,1.6T光模块的出现为市场提供了更高的带宽和数据交换速率,这使得它们非常适用于高端应用场景。因此,对于那需要极高性能的应用,我们推荐使用1.6T光模块。这些产品的发展和应用,展现了网络设备市场对高速传输技术的不断追求和创新。”

  据国盛证券,从100G时代开始,光模块以4-5年一个代际的速度迭代升级,800G周期已在2023年开启。但与以往不同的是,800G-1.6T周期较以往缩短至3年左右,有望于2024年底开启“TB”时代。

  目前,中际旭创已经向英伟达送出了1.6T的多模块样品。1.6T产品,据市场消息,预计将于三季度末开始批量出货。

  谁能分到“蛋糕”?

  在人工智能浪潮催化下,国内部分光模块企业业绩已有一定兑现。中际旭创2023年实现营收107.25亿元,同比增长11.23%;净利润21.81亿元,同比增长78.19%。天孚通信2023年实现营收19.39亿元,同比增长62.07%;净利润7.3亿元,同比增长81.14%。

  反映至二级市场上,今年以来,天孚通信累涨超64%,中际旭创累涨超36%。

  在另一次由六度智囊促成的访谈中,北美某龙头光模块厂商高级经理透露了市场上的一些关键动态:

  “2024年光模块市场整体规模约为120亿美金,其中电信市场占比约40亿美金至50亿美金,预计将实现增长。特别是数据中心市场,预计400G和800G需求将实现几倍增长,推动整个市场向高增长转变。”

  Yole Intelligence的预测更加强了这一乐观预期,在大型云服务运营商对800G高数据速率模块的高需求和国家电信对增加光纤网络容量的要求推动下,全球光模块市场规模在2028年将增至223亿美元,2022-2028年化复合增速高达12%。

  在讨论800G光模块市场的当前状况及未来发展趋势时,前任微鲸科技有限公司项目经理表示:

  “首先,800G光模块的毛利率自去年第二季度以来有所上升,从30%增长到了35%,并且预计将保持在35%到38%的水平。这表明市场对800G光模块的接受度在提高,同时企业的盈利能力也在增强。

  其次,关于未来价格战的可能性不高,这是因为厂商格局相对稳定。这有助于维持市场的健康竞争环境,并可能促进技术的持续发展和创新。

  从供需情况看,到2024年800G光模块的需求、供应格局和价格似乎已经有了明确的预期。这种预期的确定性对于市场参与者来说是一个积极的信号,因为有助于他们做出更为明智的投资和运营决策。

  在价格方面,800G光模块的招投标价格出现了大约15%的降幅。具体来说,单模光模块的价格从850美金降至720美金,而多模光模块的价格则从500美金降至430美金。这样的降价是通过规模化采购和生产效率的提升来实现的,这不仅有助于覆盖成本,还可能使毛利略微回升。

  此外,今年市场上也迎来了新的800G光模块厂商,包括Cloud Light和新易盛。这些新进入者的加入可能会带来新的动力和竞争,从而推动整个行业的发展。”

  光模块行业当下的一个重要趋势是国产光模块制造商正逐渐融入全球头部云服务厂商的供应链体系之中。

  据LightCounting,2010年全球光模块销售额前十大供应商中,国产厂商仅有武汉电信器件一家,而在2022年,上榜中国厂商数量则提升至7家,其中中际旭创与Coherent并列榜首;中国厂商在光组件和光模块市场上份额从2010年的15%上升至2021年的50%。

  前任微鲸科技有限公司项目经理在访谈中提到的内容可以解释这一趋势产生的原因:

  “中国光电产业的规模、技术和成本优势是促使合作逐渐转移至中国厂商的重要因素。

  Mellanox是英伟达的子公司,主要负责通信网络设备,包括光模块的业务。在2023年,英伟达通过Mellanox的渠道进行了大规模的光模块采购,在这些光模块中,Mellanox研发的光模块占到了总订单的15%。这些自研的光模块主要是由天孚通信来代工生产的。目前,Mellanox的单模光模块已经量产,而多模光模块还在开发阶段。天孚通信有很大机会承接Mellanox未来的多模光模块代工订单。

  从市场信息来看,800G光模块的龙头厂商,比如中际旭创,他们的产品价格约在800到900美金之间。而英伟达自家设计的800G光模块方案,价格约是1500美金。这样的成本差异不仅仅是因为设计和流片的成本较高,还因为元器件的采购量较小,导致了较高的价格。”

  是机会,更有挑战

  光模块,作为光通信系统中的一个关键组件,位于技术供应链的中游位置,影响着上下游众多行业和相关企业。

  其中,光模块上游主要是光芯片、电芯片以及光器件等供应商。在这一层面上,光器件供应商众多,国产化率相对较高。然而,芯片工艺技术壁垒相对较高,研发成本高昂,且国外大型厂商在高端光芯片和电芯片市场上已经占据了大多数份额,这让国内制造商面临巨大的挑战。

  访谈中,北美某龙头光模块厂商高级经理表示:

  “源杰科技在EML芯片开发上表现突出,已经向中际旭创和华为送样进行验证,预计今年中将有验证通过的数据。因其股东关系包括中际旭创和华为等大客户,在供应链验证上享有优先权,目前被视为国内光芯片领域的龙头企业。

  其他如长光华芯和光迅科技也在EML芯片技术上有所发展,但下游客户验证较少,影响力相对有限。特别地,索尔思虽然在行业内不是特别知名,但其100G EML芯片已经在400G光模块中使用并且开始对外出货,近期还获得了微软的大订单。

  至于VCSEL芯片方面,国内供应相对较紧缺。虽然有些国内厂商如众汇星光和长光华芯正在开发100G VCSEL产品,但目前尚未量产或通过下游认证。中际旭创800G的多模光模块核心100G VCSEL芯片主要依赖海外供应商博通。”

  光模块的下游则包括互联网及云计算企业、电信运营商、数据通信和光通信设备商等。

  北美某龙头光模块厂商高级经理表示:

  “2023年光模块呈现结构化行情,传统业务需求的下滑与AI驱动的增长需求形成了鲜明对比,特别是在800G光模块领域,由于英伟达、谷歌、微软、Meta 等头部AI厂商加大基础设施建设,导致了供不应求的局面,进而促进了光模块行业内部业绩的分化。能够供应800G客户的厂商如中际旭创、天孚通信等享受了显著的利润增长,而其他厂商由于尚未在800G领域规模化出货或专注于较低速率产品,面临了营收下滑的挑战。

  2024年光模块行业可能迎来高景气发展的转折点,需求不仅限于龙头厂商,二线厂商如光迅科技、联特科技等也将受益于400G和200G需求的外溢。”

  需求爆发,但目前看,产能跟进略显乏力。

  业界专家预计,目前800G光模块的年需求量大约为900万只,而1.6T市场的需求则可能介于90万至100万只之间。但800G光模块正处于产能爬坡的关键阶段,受限于核心物料供给,尤其是VCSEL芯片供应紧缺,预计全年的产能将持续处于紧张状态,直到第三、四季度才可能有所缓解。对于1.6T光模块而言,2024年的预估产能仅在20万至30万只之间,远不能满足市场的旺盛需求。

  再者,观察技术趋势,在400G时代,基于III-V族光芯片的传统光模块成为了市场的主力军。但随技术推进到800G及以上的高速场景,转折点也随之到来:传统光模块的多通道方案和堆叠技术开始显露出成本和能耗的双重挑战,具有成本低、功耗小、速率高等多项优势的硅光模块开始显现其优势。

  然而,硅光工艺的成熟度尚未达到理想水平,设计与制造尚未完全形成明确分工,实现大规模商业化仍需持续投入产业生态建设。

  前任Lumentum研发工程师在六度智囊的访谈中提到:

  “从理论上讲,硅光方案成本上有优势,应该会更便宜,但实际上它的生产良率成为了关键因素。尽管硅光方案在大规模使用时有望降低成本,但目前来看,它的成本并没有达到预期的低水平。”

  此外,前任微鲸科技有限公司项目经理指出,

  “在当前的国际贸易环境下,中国的光模块制造商面临着美国可能加征关税的挑战。以中际旭创和新易盛为例,它们有高达85%的营收来自海外市场,其中大约一半是发往北美的。”

  综合专家意见,可以得出以下结论:

  AI硬件的需求预计将会增长,但是采购的节奏可能会因为经济环境的影响而放缓。

  硅光技术在800G时代的成熟度有了显著提高,硅光解决方案预计将对传统方案的市场份额构成冲击。

  2024年1.6T光模块市场预计将会看到一定的增长,主要的需求预计将来自于AI厂商,相比之下,传统的云计算服务提供商,比如谷歌云和AWS云,对1.6T光模块的需求并不是特别强烈。


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