AIGC 推動明年光模組上看 1.6T

 光模組處於光通信產業鏈中游, 光模組廠商從上游企業採購光晶片及電晶片, 光組件等原材料, 經過集成, 封裝, 測試合格後供給設備集成商整合為有對應需求的光通信設備, 光器件和光晶片是光模組的兩大核心部件, 成本占比最高.

從光模組/光晶片的技術趨勢上來說, 目前行業主流仍然以可插拔光模組為主, 採用光電共封裝 CPO 技術的光模組仍處於產業化初期. LPO 方案光模塊則是在傳統可插拔光模組的基礎上, 利用線性直驅技術替換傳統的 DSP, 降低成本與功耗的同時也犧牲了性能與傳輸距離.

在 Nvidia 和北美 Top4 雲產業鏈中, 光模組是中國廠商能夠直接參與並且也比較關鍵的環節, 且中國 800G 光模組廠商具有產能和交付優勢. 從市場空間上講, AI 伺服器滲透率提升, GPU 光模組用量提升, GPU 集群規模提升共同驅動光模組市場規模快速增長.

2022 年開始, 北美傳統雲計算市場的光模組已經開始向 800G 速率升級, 在 AI 領域我們認為無論是訓練還是推理, 800G 在 2023 年-2024 年, 都將是 AI 數據中心的首選. 目前, Nvidia 的 A100 GPU 主要對應使用 200G 光模組, H100 GPU 主要對應使用 800G 光模組.

由於 PCIe Gen 4接口的限制, L40S 對目前 800G 光模組的需求量影響有限. 相較於 A100, L40S 在部分面向 AIGC 模型的應用場景下有計算效率上的優勢,  使用 GDDR6 等相對成熟技術, 有助於確保上游供應的穩定. 將為以 200G 和 400G 為代表的中高速光模組帶來新的增長空間.

InfiniBand 交換機將高速光纖交換機與 InfiniBand 技術相結合, 實現 IB 組網中節點到節點的通信. 市場格局方面, Mellanox (已被 Nvidia 合併) 和 Intel 是 IB 交換機市場的主要玩家, Mellonax 市占率超過 70%, Nvidia H100 有望拉動 IB 交換機出貨量快速增長.

GH200 通過 NVLink4 的 900GB/s 超大網絡帶寬能力來提升算力, 相較傳統的 IB/Ethernet 的網絡, GH200 採用的 NVLink 網絡部分的成本占比雖然大幅增長, 但是因為網絡在數據中心中的成本占比較低, 因此通過提升網絡性能來提升算力效率, 性價比實際很高.

1.6T 光模組有望在 2024 年下半年小批量出貨. 在 AI 數據中心中, 越來越多的客戶傾向於選擇更大帶寬的網絡硬件. 帶寬越大, 單位 bit 傳輸的成本更低, 功耗更低及尺寸更小. 目前 1.6T 光模組的 MSA 標準包括 4x400G 和 OSFP, OSFP-XD 封裝方案為 1.6T 光模組主流的選擇.

以 Nvidia 的 GH200 架構為例, 假設 PCIe 和 NVLink 的下一代帶寬增加一倍, 那麽在訓練場景非常樂觀的情況下, H100 與 1.6T 光模組對應比例有望達到 1:12. 假設 PCIe 和 NVLink 同時升級到下一代產品, 且帶寬增加一倍, 那麽 H100 與 800 光模組比例有望達到 1:24, 與 1.6T 光模組比例有望達到 1:12.

相關的概念股有 "全新" (磊晶, 800G 接收端), "聯亞" (矽光磊晶), "眾達" (與博通合作開發 CPO), "華星光" (主動元件, 傳切入 Marvell 供應鏈), "上詮" (被動元件, 傳透過台積電切入 Nvidia 供應鏈), "波若威" (被動元件, 800G 光纖套件),  "訊芯" (模組封裝),"智邦"/"明泰" (400G/800G 交換器) 等.