电子行业研究:人工智能加速落地,光芯片与光模块开启高景气周期.pdf

数据量的指数级增长使得光通信技术逐渐崛起,光芯片成为现代光通信的核心元件,能够实现光信号与电信号之间的转换,并与其他电子元器件以及光器件共同组成光模块,最终应用于电信市场、数据中心等领域。光芯片包括激光器芯片与探测器芯片,激光器芯片技术壁垒较高,依照结构不同又可分为VCSEL、FP、DFB、EML等不同种类。
全球范围内光芯片厂商多采用IDM模式,主要原因系1)光器件遵循特色工艺,价值量的提升不完全依靠制程的提升,更需要工艺平台实现光器件的特色功能,核心竞争力在工艺的成熟度和稳定性,工艺平台的多样性。2)光芯片制造的核心环节为外延和光栅,高速率光芯片有源区量子阱的层数较中低速率激光器芯片增加超过50%,需要对量子阱实现埃米级(0.1nm)的精度控制。其次,高速率光芯片的光栅升级为变相非等周期布拉格光栅,需使用更高精度和更先进的电子束光栅系统,以达到纳米级精度。
光芯片下游直接客户为光模块厂商,光模块与光芯片的国产化率出现明显的差距。根据Ligltcounting和ICC的数据,2022年全球光模块份额前十的厂商中有7家中国厂商,而25G光芯片的国产化率为20%,25G以上光芯片的国产化率仅5%。在海外数通市场向800G 迭代以及国内数通市场向 400G 迭代的技术升级背景下,叠加国内光模块厂商的高市占率,国内的光芯片厂商有望加速国产替代进程。光芯片下游市场主要包括数通市场、光纤接入市场和移动通信市场。数通市场:人工智能加速算力需求爆发,带动光模块向高速率和新技术趋势演进。1)当下海量大模型训练与推理都在云数据中心完成,带动数据中心与各类网络基础的加速建设,根据Synergy Research Group 的数据,2024年全球超大型数据中心数量将超过1000个。2)英伟达Al数据中心采用与叶脊式相近的胖树(fat-tree)网络架构,相比于传统数据中心的带宽逐层收敛,英伟达Al 数据中心无阻塞网络对于高速率光模块有更高的需求。3)海外云厂商的光模块新一轮升级周期逐渐开启,海外超大数据中心的交换机互联速率逐步由400G向800G升级,产品迭代推动800G光模块与高速率光芯片高景气周期来临。业内已有多款 800G 交换机和交换芯片已量产发布,800G光模块上量的基础条件已具备。4)基于磷化铟(EML)和砷化镓(VCSEL)衬底光芯片的可插拔光模块仍是业界主流、LPO、CPO、硅光、薄膜铌酸锂等新技术持续演进。
光纤接入: “宽带中国”推动光纤网络建设,高速宽带开启10G PON升级排动光芯片需求。FTTX光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一,而我国是FTTx市场的主要推动者。截至22年底,我国100000bps及以上接入速率用户占比仅15.6%,10GPON端口数量达到1523万个,同比几乎翻倍。在全面部署千兆光纤网络的政策推动下,10G-PON作为千兆光纤网络的核心技术,仍有较大向上空间。海外光纤建设仍有较大潜力,截至22年9月,欧洲仅有8个国家的FTTH/B的渗透率超过了50%。
移动通讯·国内5G建设继续稳步推进,2023年新建5G基站60万个。海外5G建设持续加速,北美地区已进
入第二波扩建潮,东南亚和大洋洲的5G建设也正在快速增长。按应用场景可分为前传、中回传光模块,前传光模块速率需达到25G,中回传光模块速率则需达到50G/100G/200G/400G,带动25G甚至更高速率光芯片的市场雪求。

本文来自知之小站

 

PDF报告已分享至知识星球,微信扫码加入查阅下载3万+精选资料,年享1万+精选更新

(星球内含更多未发布精选报告.其它事宜可联系zzxz_88@163.com)