ChatGPT的飓风吹到光模块，炒作还是复苏动力？

“炒完算力炒光模块，炒完光模块炒存储……ChatGPT的概念、AIGC的逻辑，管它有没有垂直应用，广大投资者尽管打开想象空间，先听券商们一通分析把钱赚了再说。”炒完了GPU、AI等第一轮算力芯片，最近A股又开始盘光模块。
多家机构分析指出，AIGC应用驱动400G/800G高速率光模块在AI服务器中加速渗透，光芯片产品量价齐升。那么，AIGC究竟是不是光通信市场的狂飙利器？
光模块概念，冰火两重天
光模块供应商位于光通信产业链中游，产业链上游包括光芯片、电芯片、光组件等，产业链下游是光通信设备商，最终客户包括了to-B侧电信市场的大型运营商和数通市场的云计算巨头。因此，光模块作为下游面向通信运营商和云服务厂商的产业，景气度与下游的资本开支有着密不可分的联系。
以ChatGPT为代表的AIGC应用，依靠大语言模型和海量数据，能够在多个应用场景下产生优质的内容，有力推动人工智能更广泛的商业化应用浪潮。在此背景下，算力基础设施成了目前行业亟需布局的资源，除了CPU/GPU等AI算力芯片需求强劲增长之外，网络端也有望催生更大带宽的需求，以匹配日益增长的数据流量。光模块作为数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，对数据流量的传输起到了关键的作用，这将促使数据中心采用更多的高效、高速的光模块来完成通信任务，为光模块行业带来增长动力。
不仅AI，元宇宙、云计算、5G乃至6G等新兴技术的兴起，对流量和数据传输需求均在迅速攀升，通信运营商和云服务厂商的资本开支也逐步加大，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。根据Omdia预测，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%。
当前，100G光模块技术已非常成熟，400G是产业布局重点，但仍未大规模引领市场，下一代的800G光模块已悄然来临。在数据中心市场，海外企业主要使用100G及以上速率光模块，国内目前主要使用40G/100G光模块并开始向更高速率模块过渡。
与半导体行业类似，光通信行业通常也表现出强烈的周期性。光通信行业市场研究机构LightCounting指出，2020年全球疫情加速居家学习和工作的重大转变，对更快、更普遍、更高可靠性网络的需求愈发强烈，光通信市场进入强劲增长周期，并持续到2022年。然而疫情期间，Meta等公司放缓了数据中心的建设部署，直接导致光模块需求减少，导致去年下半年开始光模块市场转为下行。LightCounting甚至一改长达十多年的乐观预期，将2023年以太网光模块市场表现从去年10月的成长2%改为衰退10%，而且市场在2025年前都不会重现两位百分数的增长。
据悉，今年一季度以来，光通信行业普遍无单可做，不少公司的销售额都比去年同期大幅度下降。
一位光模块技术专家指出，光模块行业通常表现出几个特征，一是降价比较猛，类似于电子产品，每年比较高速的光模块平均降价20~25%，低速的也能降4~5%左右，很少涨价。二是光模块技术迭代很快，近十年来基本3~4年升级一次，从最早的1、2G，10G，到25G、40G，再到前几年的100G，当前是200G、400G，800G也陆续面市，几乎三年一个升级周期、每一代速率倍增。三是现有的光模块架构和技术路线越来越接近极限，技术迭代速度减慢。单通道速率极限基本是200G，因此将来的800G或1.6T行业目标是做到4通道，不行就8通道。但是通道越多良率越低，因此行业开始研究下一代光模块技术，包括相干光、CPO、硅光等技术都是行业研究的重点。
自从2022年以来，100G及以下光模块市场从巅峰开始下滑，在数据中心、元宇宙等新兴市场带动下，200G作为主流区间开始迅速增长；400G由于初期价格较高，成长速度稍慢，但是今后将会成为一个长生命周期的产品，预计到2024年达到增速巅峰。800G则由于相关的芯片、器件、设备等整个产业链都还不成熟，仍然处于早期阶段。“整体光模块行业毛利润基本在25~28%左右，在产业链中偏低，虽然也在不断降价，但是利润率比较稳定，需求基本面比较明确，因此竞争不是很激烈。”该专家表示，“随着800G、1.6T产品面市，这些产品价值量更高，将对行业整体营收带来较大提升。”
对于当前火热的ChatGPT，虽然AI算力投资成为各大云厂商下阶段投资主力，在2022年国内外云巨头纷纷裁员，压缩的大背景下，算力网络的需求对于光模块业者真是新的救星。不过ChatGPT眼下已经能够真正带来市场订单了吗？
光模块上市公司新易盛在最近回答投资者提问时回答了这一疑问。该公司强调，客户的规划通常不会在短期内出现巨大的变化，按照既往的情况，一般提前半年了解客户未来的需求，目前还没有看到AI带来的爆发性增长会在短期内发生。同时，目前还没有明确的模型可以对AI超算中心的光模块需求增量进行计算，超算数据中心本身还在迭代，很难看清楚具体的需求。
LightCounting也指出，虽然人工智能基础实施投资预计将保持强劲增长，但是人工智能系统依然严重依赖“铜线”，且该技术仍在不断改进，因此采用光学技术的时间比人们预期的要长。
尽管短期，光模块市场能否依靠本轮AI热潮迎来复苏仍有待观察，但是在券商炒作及各种“情绪”裹挟下，一众A股光通信概念股已经迎来狂飙，其中光芯片厂商源杰科技从去年底上市时的100.66元/股飙涨至发稿时的249.00元/股，甚至在最近连续三次涨幅过大引起证监会注意。源杰科技为此回复问询解释“近期AI技术的发展，引发了投资者对AI技术驱动算力需求增长，而带来的高速800G、400G光模块需求等市场热点的较高关注度。”该公司强调，面向高速光模块，公司开发的高速光芯片目前处于研发阶段。后期，研发进展、送样测试、产品导入和市场拓展等都存在较大的不确定性和风险。
光通信技术革新将是未来最大变量
无疑，随着互联网和5G/6G用户的增加以及来自人工智能、机器学习（ML）、物联网和虚拟现实流量的延迟敏感性流量激增，数据中心的带宽要求与日俱增，并且对低延迟有极高的要求，推动数据中心技术进入一个巨大的变革时代。
光模块技术在此过程中不断走向高速率、低功耗、小型化、高集成度和高灵敏度。然而光模块厂商在光通信产业链中技术壁垒不高，话语权并不高，迫使光模块厂商只能通过不断推出新品来维持利润，而技术创新则主要依赖于上游的光芯片、电芯片驱动。
经过多年发展，国内光模块产业在10G、25G、40G，100G、400G的产品领域实现了全产品布局，而在下一代产品800G的布局当中，已有多家国内厂商的推出速度快于海外厂商，逐步构建起了先发优势。但是上游的光芯片，尤其在高速率等高端产品领域仍然有95%以上被美国和日本的厂商把持，包括博通、Lumentum、三菱、住友等；国内供应商主要集中在25G及以下速率的低端产品，不过近几年也开始发力。一些创业企业获得了投资机构的青睐融了不少钱，比如西安源杰、武汉敏芯等。至少国内在中低端光芯片上能够实现一定程度的国产替代，未来国产化提升空间广阔。
电芯片领域也基本被国外厂商垄断，包括相干光、200G、400G的高速光模块中的DSP的电芯片，85%以上被Inphi和博通垄断，国内橙科微电子等企业开始起步，但整体国产占有率在20%以下，高端电芯片则在10%以下，这一领域还有很大潜力。
上文中已提到，ChatGPT等AI应用对AI算力的需求正在逼近现有芯片的算力极限，数据高速存储能力和数据高速响应传送能力同样至关重要，此外，AI对海量数据的传输、训练和推理过程也使得数据中心成为高耗能大户，急需降低能耗。在此背景下，硅光模块和CPO等技术成为行业投资热点。
-硅光：旨在使用激光束代替电子信号传输数据，可将处理器内核之间的传输速率提升100倍以上，同时百纳米级的尺寸可有效缓解芯片制程进入10nm后制造工艺的瓶颈。LightCounting预测，2025年全球硅光模块市场规模将达到58亿美元，硅光模块正依托其高集成度、低成本等优势不断扩大市场份额。
-CPO：将硅光模块和CMOS芯片共同装配在一个插槽上，相较传统方案，CPO方案显著缩短了交换芯片和（实现光电转换功能的）光引擎之间的距离，使得损耗减少，高速电信号能够高质量地在两者之间传输，同时提升了集成度并能够降低功耗，整体优势显著。Yole报告数据显示，2022年，CPO市场产生的收入达到约3800万美元，预计2033年将达到26亿美元，2022-2033年复合年增长率为46%。
阿里巴巴达摩院发布的2022十大科技趋势中，硅光芯片将在未来三年承载绝大部分大型数据中心内的高速信息传输。另一方面，随着AI算力的超高能耗成为阻碍商业化的最大痛点之一，能大幅降低能耗，从而降低成本的CPO新技术显然是未来几年内业绩能最快落地的方向。不过，这两项技术都还处于早期发展阶段，商业化落地仍面临多项核心技术难关。
在这一轮AI变革浪潮中，硅光技术配套CPO的革新，或许将成为未来产业格局洗牌的最大变量。围绕光与电的探索，将在这里掀起新的飓风。