光模块
01.
光模块当下关注点

（1）资本开支节奏
第一，海外云厂商资本开支节奏。
第二，国内通信运营商资本开支节奏。
第三，东数西算（数据中心）和5G建设、千兆以太网（电信）推进节奏。
（2）速率提升节奏、技术变动方向
800G上量节奏（AI、云、设备）、后续硅光、LPO、CPO的技术迭代和节奏？相干光技术？
（3）需求量、竞争格局
一个数据中心光模块需求量多少？各速率占比如何？怎么看后续数据中心的量？一个AI大模型光模块需求量多少？各速率占比如何？怎么看后续大模型的量？硅光哪些厂商强？LPO？CPO？相干光？

02.
光模块行业简介

（1）光模块的功能是光信号和电信号的转换
光模块的核心功能是电/光和光/电信号的转换，由光电芯片完成。
在发送端，一定速率的电信号经驱动芯片处理后驱动激光器发射出相应速率的调制光信号，通过光功率自动控制电路，输出功率稳定的光信号。
在接收端，一定速率的光信号输入模块后由光探测器转换为电信号，经前置放大器后输出相应速率的电信号。
（2）光模块属产业链中游，上游技术壁垒高，下游客户为大客户，中游议价能力弱，竞争激烈
光模块处于光通信产业链中游，电信市场和数通市场共振，光模块行业景气度向好。
光通信产业链包括光通信器件（含芯片）、光纤光缆和光整机设备。应用领域主要为电信市场（运营商为主）和数据通信市场（大型互联网公司、企业用户等）。
光模块厂商从上游企业采购光芯片及电芯片、光组件等原材料，经过集成、封装、测试合格后供给设备集成商整合为有对应需求的光通信设备，应用于电信及数据中心市场。
（3）以太网和CWDM/DWDM为最大的应用
按照不同的通信场景可以将光模块市场划分为以太网、连接器、传输、Fibre Channel、无线接入、有线接入等细分市场。
其中以太网光模块主要用于服务器、交换器、路由器等数通网络设备；光连接器即 AOC（Active Optical Cables，有源光缆），用于服务器到 TOR 交换机的短距离连接；CWDM/DWDM 光模块主要用于各类光传输设备；Fibre Channel 光模块专用于存储和高性能计算网络。这四个细分市场主要客户包括云计算厂商、互联网厂商和电信运营商等。无线接入光模块、有线接入光模块分别对应无线网络接入网和有线宽带接入网， 是电信运营商细分市场。
（4）光模块的主要成本是有源器件，光芯片占有源器件大头
光器件可分为有源、无源，其中光无源器件不需要外加能源驱动工作，是光传输系统的关节，光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏。
从成本构成看，数据显示，光器件占据了光模块73%的成本，而光器件成本构成中，TOSA和ROSA分别占据了48%和32%的成本，总体来说，光有源器件占据的光模块成本比重接近60%。
TOSA（Transmitter Optical Subassembly）：实现电/ 光转换，主要包括激光器以及相关无源器件，有 TO-CAN 、Gold-BOX 、COC 、COB 等封装形式。
ROSA（Receiver Optical Subassembly）：实现光/ 电转换，主要包括光探测器（PIN 光电二极管/APD 雪崩光电二极管）以及相关无源器件，封装类型一般和 TOSA 相同。PIN 可用于中短距离距的光模块，APD 主要应用于长距光模块。
电芯片：CDR、LDD、TIA、LA、MCU 。

03.
光模块需求端、供给端

（1）光模块的发展和数据量的增长趋势相关
光模块作为光电转换的重要组件，其需求与数据量（流量）增长保持匹配。
全球产生和存储的数据总量从 2009 年的 0.8 ZB（万亿 GB）增加到 2018年的 33 ZB，并预计在 2025 年达到 175 ZB。2021~2025CAGR为34.36%。
（2）未来数通市场光模块占比可能提升到2/3
2020 年以太网、CWDM/DWDM 两个细分市场合计份额高达 77%。其中以太网光模块和光连接器（直连形式的一对以太网光模块）这两个细分市场以 34%的出货 量贡献了 53%的市场份额。CWDM/DWDM 光模块以约 1%的出货量贡献了 24%的市场份额。2020 年有线接入光模块市场以 43%的出货量贡献了 7%的市场份额，无线接入市场以 20%的出货量贡献 14%的市场份额。受益于数据通信流量增长，以太网和 CWDM/DWDM 光模块从 100G 向 200G、 400G、800G 不断迭代，成为光模块市场增长的主要驱动力。
光模块每三年会做一个新技术的更迭，16年60G升级为100G，18年100G升级为200G，20年200G升级为400G。谷歌、英伟达、META、微软的800G未来的需求值得关注。
据LightCounting预测，光模块市场21年达到110亿美元后，22年有望达到130亿美元，预计在23年增速放缓，在2024~2025年恢复，其中20年和21年的快速增长是由于疫情下居家学习、办公的网络需求驱动，后续AI带动高算力的传输需求，更高速率光模块需求有望增长。
（3）电信领域：和千兆以太网、5G推进以及电信运营商的资本开支息息相关
根据速率和传输距离的不同，网络主要分为接入网、城域网及骨干网。
接入网包括固网接入和无线接入，5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线，实现5G业务的前传和中回传功能，其中各层设备之间主要依赖光模块实现互连。固网接入市场中，”宽带中国“推动光纤网络建设，FTTx光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，中国是FTTx市场的主要推动者，受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等，运营商逐步替换铜线网络为光纤网络。PON技术是实现FTTx的最佳技术方案之一，当前主流EPON/GPON技术采用1.25G/2.5G光芯片，并向10G光芯片过渡。
根据LightCounting的数据，2020年全球电信侧光模块市场规模为26.36亿美元，预计到2025年将增长至39.85亿美元，CAGR为8.62%。
（4）数据中心：内部交换机之间、服务器与交换机、不同机房间、数据中心之间
数据中心架构中，服务器间的连接、交换机间的连接、服务器与交换机间的连接都需要光模块、光纤跳线等传输载体来实现数据的互通。随着云计算、大数据、超高清视频、人工智能、5G行业应用等快速发展，网络访问频率和接入手段不断增加，网络数据流量迅猛增长，对数据中心互连提出更高的挑战。
根据Lightcounting2021 年的预测，800G 光模块将从 2025 年底开始主导市场，主要原因是 AI 应用等带来的数据流量的增长，超预期的数据中心带宽需求以及光模块厂商技术的迭代。随着以 chat GPT4 为代表的 AI 大模型问世以及相关应用的快速发展，AI 训练和推理服务器有望进一步推升高速率光模块的需求。目前头部云厂商已开始集中测试和采购 800G 光模块，预计 800G 光模块出货量将在 23 年下半年快速增长，放量节奏将超出此前 Lightcounting 预期。
根据LightCounting的数据，2019年全球数据中心光模块市场规模为35.04亿美元，预计2025年将增长至73.33亿美元，CAGR为13.09%
（5）大厂资本开支情况：有上行周期和下行周期，都为6个季度，下一轮上行周期起点为23Q3~Q4
（6）光模块需求：AI服务器相比通用服务器对光模块的需求变化是量价齐升（有降价，一倍空间）
通用服务器目前都是叶脊结构，TOR交换机与一个机柜互联，一个机柜6~10台服务器，每一台与服务器与上层所有设备进行交叉互联，下行、上行端口比为3：1，叶脊结构下1台服务器需要4~6个光模块，如果一个数据中心需要1万台服务器，就需要6万只光模块。目前这6万只光模块整体上有30%需要100G光模块，70%需要400G光模块，800G在云计算服务器的导入不多，AI服务器用的多。平均单价1美元/GB。100亿元的云数据中心，光模块的价值量为5~6亿元。
AI服务器：数量→×8=GPU数量→×8~10=光模块数量。A100服务器用200G光模块，V100服务器用100G光模块，H100服务器用400G光模块。100亿元的AI型网络，光模块的价值量为10亿元。
做模型训练和优化的要用高算力芯片，需要高速光模块，做模型推理的芯片对算力要求较低，目前大多数算力芯片都用于模型训练和优化，占90%，未来将会是30%的算力芯片用于模型训练和优化，70%用于模型推理。
（7）新趋势：LPO（剑桥科技）
LPO（有个说成本降8~9%，有个说降15%。功耗降50%）：是一种在现有光模块基础上的新技术，有了芯片都能做。剑桥、海信等厂商刚发布产品，测试要3个月，小批量兼容性测试还要1.5~3个月，因此规模化量产前需要大半年，预计今年年底或明年才能实现量产。LPO是基于Linear Driver芯片技术实现的可插拔光模块。目前主流的200G/400G/800G的产品都是PAM4+DSP芯片来实现高速、高调制信号恢复和传输，为了降低系统功耗，LPO光模块使用更高性能的TIA Driver芯片实现更好的线性度，从而去掉DSP（DSP的优势是具有很强的信号恢复能力，劣势是成本高、延迟大、功耗高、发热明显）。LPO把DSP去掉可以降低成本、减少功耗和延迟，但是系统误码率和传输距离有所牺牲，目前只能用于短距离传输场景。（800G成本会降8~9%，高性能TIA&Driver厂商有Macom、Semtech、美信，原本DSP强的博通也在跟踪这块）
LPO的门槛在于电芯片，剑桥科技和Macom在芯片供应上有战略合作关系，Macom的高线性度的TIA Driver技术第一时间会给剑桥开发LPO。今年谷歌的800G还是用传统的DSP，英伟达也有800G需求（需求量50~70万只），谷歌一贯对新技术相对保守，对于硅光、LPO这种牺牲性能换成本的方案都不太愿意尝试，目前LPO只是技术发布，在送样阶段，预计今年年底芯片量产，明年年初模块量产。微软和Meta可能会接受，设备商Arista很推崇（但设备商上800G会晚于云厂商），预计从24~25年逐步上量。
中际旭创：有LPO方案和技术，800G方案已经给客户送样了，之前其是Meta的200G的主要供应商，未来在Meta导入的可能性较高。
新易盛：已推出全系列LPO方案，产品全面，公司也重视推广，目前验证顺利，很可能明年拿下Meta的部分订单。
剑桥科技（目前最快）：收购了一些海外主推LPO的芯片厂商，率先拿到了用于LPO的芯片，计划今年下半年给海外送样，其最大客户是微软，有较大可能性导入，明年可能会量产。
（8）终极方案：CPO（中际旭创、天孚通信），芯片厂存在弯道超车的可能（源杰科技
CPO（光电共封装技术）是一种新型的高密度光组件技术，可以取代传统的前面板可插入式光模块，将硅光电组件与电子晶片封装相结合，使引擎尽量靠近ASIC以减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，将电子晶片输出的高速电讯号转化为光讯号 ，以提高互连密度，功耗减少，实现远距离传送。其不是在现有光模块上的简单改进，而是将光模块移到交换机芯片附近一起封装，做到交换机设备里面，CPO的速率更高，可以降功耗的水平更高，CPO第一代产品至少在两年后才能出来，真正上量要到26~27年。
目前AWS、微软、Meta、谷歌等云计算巨头，思科、博通、Marvell、IBM、英特尔、英伟达、AMD、台积电、格芯、Ranovus等网络设备龙头及芯片龙头，均前瞻性地布局CPO相关技术及产品，并推进CPO标准化工作。当前代工中中际旭创和天孚通信做得最好。
博通：23 年 3 月推出了 51.2T的 CPO 交换机，这款产品将于明年上市。国内因为没有高速率的交换机芯片，目前没有整套 CPO 交换机。
天孚：与 Cisco 有合作，这些厂家的交换机都会在 2024 年推出，目前产品设计已通过验证，正在做可靠性测试，未来准备大规模量产，在 CPO 光引擎方面进展目前最快。
联特：与 Cisco、思科合作，未来争取做天孚的二供。
博创：一直在硅光方面有布局，一直处于送样阶段，没有大规模量产。目前正在与 intel接触，导入可能性较高。如果能够合作，未来将存在较大发展潜力。
相干光主要做电信，技术壁垒高，一年只有几十万只的需求，华为等在做。德克力在国内电信的相干光市场做的不错。新增 DCR 互联市场，在数据中心领域未来 3-4 年会有很高的市场，有 10亿美金的规模。速通光模块的厂商都有所布局，向中际旭、新易盛等都发布了相干光的产品，其中中际旭创已经成功进入微软，拿到 20%的份额，后续光模块在速通领域会有很大的放量，未来将会相千下沉，在将来的 16T、3.2T 上可能会下沉到 10km、2km的场景，未来相干的应用领域会增大。
（9）竞争格局：光模块国产占60%，光芯片国产占15%
光模块玩家：中际旭创（头部大厂中有很好的份额）、新易盛（800G给META测试）、华工科技（800G给微软和META做送样）、剑桥科技（传闻的6个月15个亿利润很难完成，800G给微软META测试）、太辰光（主要客户也是北美的，做接口这块，跟着康宁的客户情况变动的，看康宁有没有收益）
目前光模块以可插拔光模块为主，比如数据中心的云厂商分别采购服务器和交换机，把光模块插在交换机的端口上，目前一旦坏了，可以随时取下来换新的，一旦未来AI的需求更大，现在的数据中心更多的是大规模的服务器，不一定要求高速率高性能的光模块，而AI的大模型的数据中心，是小规模的服务器，用更高性能的配置，GPU更牛，光模块更牛，服务器交换机的数量是减少的，而传统光模块的速率会有一个天花板，到了3.2T之后可能会试用CPO技术，因此AI会刺激CPO，CPO技术就是把光模块和交换机一起封装，光模块的封装数量是有上限的，因此单通道封装的良率的要求是非常高的，很多公司做不到16个通道的封装全部没有问题。传统光模块终有一天会遇到速率的极限，如果AI不断加速，CPO迟早会成为技术的主流，封装可以减少功耗，解决光模块速率天花板问题。
光芯片玩家：源杰科技、仕佳光子、长飞光纤、长光华芯
光芯片属于化学材料，砷化镓，磷化阴，AI算力的提升，光模块的增速15%提高到30%，因此光芯片是直接带动的，另一个逻辑是自主可控国产替代的逻辑，目前光芯片70%都是海外厂商占有的，特别是25G以上的光芯片的占比，光模块的厂商全球前十大当中，中国厂商占了一半，这给光芯片国产化带来了契机，目前使用IDM模式生产光芯片。另外就是CPO方案的问题，硅光技术，CPO技术会有份额，只要用到硅光，就用到光源产品，就一定用到大功率的连续激光器，国内的源杰科技，仕佳光子，都可以做连续光源激光器，这块业务源杰科技和海外的技术差距很小，因此源捷科技有巨大的自主可控的空间，如果采用 CPO新技术，对于国内光芯片的弯道超车是有利的。

04.
光模块相关标的

（1）中际旭创（300388.SZ）：全球光通信全球光通信模块龙头
16年借壳上市，17-18年营收从2个亿增长至6个亿，翻两倍，增长原因是给谷歌供货，谷歌份额快速提升。受益于当时数据中心换代，17年-18年旭创是巨大的超额收益。
现在的400到800的迭代，旭创在头部大厂都有很好的份额，谷歌、亚马逊都是一供，领先于FINISAR，中国企业在国际地位增长20年之后，达到了领先市占率，旭创不管是传统光模块，还是光芯片，还是CPO，还是LPO，都有布局，成长性很强，可以顺利切入新技术迭代，量价齐升，今年光模块800G增量，200和400G上半年有砍单，因为北美云厂商今年上半年指引不好，但是今年旭创业绩仍然很好，去年有很大的减值，今年公司EPS在账面能实现20%的增长，在手目前算下来是EPS 0-5%，到年底预期内是20%。
营收净利增长，产品领先，毛利提升
2022 年公司有望实现营业收入 96.42 亿元（初步核算数据，未完成审计），同比增长 25.30%，归母净利润 12.36 亿元，同比增长 40.92%。2022 年度公司营业收入和利润增加的主要原因系：受益于数据中心客户流量需求的增长以及资本开支的持续投入，客户加大 400G 和 200G 等高端产品的部署力度以实现传输速率升级。
公司 2022 前三季度毛利率和净利率分别达到了27.92%和 12.40%，主要因为公司高端产品 400G 和 200G 等的出货比重增加及持续降本增效，公司产品毛利率有所提升。此外，公司持续加大对新方向、新产品的投入布局，报告期内公司 800G 产品、相干光模块产品等已实现小批量出货，保持了产品领先性。
产品布局全面，技术领先
目前已经集高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售于一体，为云数据中心客户提供高速光模块，为电信设备商客户提供 5G 前传、中传和回传光模块以及应用于骨干网和核心网传输光模块等高端整体解决方案。
（2）新易盛（300502.SZ）：毛利高，弹性更大
股价和业绩发展从19-20年开始，新易盛靠400G进入亚马逊，拿到大份额，高端产品400占比很高，毛利率领先全行业，目前新易盛800没出货，在META送样，今年下半年大概率突破，不考虑客户突破的情况，今年400G有砍单，但是如果有新客户，这个公司有明年24年的微软突破的推演去看，800G拉货，24年的整体业务业绩会爆发。
收购原材料厂商，材料成本低，管理成本低，毛利率净利率高于行业均值
产品全面，客户丰富，产能充足
（3）源杰科技（688498.SH）：国内光芯片IDM龙头
老板是头部光通信公司出来的，技术的底蕴很深厚，高管层也是从北美出来的，因此技术的先进性吊打国内的厂商。源杰科技是光芯片中最好的一家，整个公司的生态结构看，技术难度向高难度EML开拓，100G的EML的产品后面要推出，最早要24年下半年100G会形成收入，速率上看，公司产品一直以10G光模块芯片为主，DFP的收入占比增长至15%，20年基站用的25G的DFP采购方是华为，旭创，光迅科技，移动，然后基站的方案中，源杰科技的技术竞争力相当好。
另外源杰科技速率的提升，25G的收入占比会提升，50G的收入验证今年通过，形成收入，100G的验证明年完成明年形成收入，一路都是量价齐升的。
今年业绩增长50%，来自25G和50G的产品的增长，募投项目上市10亿资金可以产生10亿元收入，远期可以做到12-13亿的收入，可以做到4亿左右的利润，50-60x估值合理，2-3年内可以完成，明年2亿利润，给70-80X。
低中高速全系列产品覆盖，技术先进，客户丰富，国产替代逻辑
毛利率处行业领先水平
（4）华工科技（000988.SZ）：校企改制完成，电信光模块转数通光模块，体量大
传统做电信光模块，目前在北美微软，META 、ARISTA突破订单达到1.5亿美金，从电信转型到数据云，明年华工北美订单会爆发。其他业务是激光智能制造和汽车业务会有复苏逻辑。
数通领域，公司实现高端光芯片自主可控，收入同比增长 470%；100G/200G/400G 全系列光模块批量交付，客户覆盖海内外多家头部互联网厂商；2022 年第三季度推出应用于超大规模云数据中心 800G硅光模块。5G 领域，光模块产品收入同比增长 21%，无线光模块系列产品发货量保 持 行 业 领 先 地 位 。客 户 侧 10G-400G 传 输 类 光 模 块 全 覆 盖 ， 线 路 侧CFP2/QSFP-DD 产品迭代取得重大进展。下一代 25G PON 光模块产品已与客户开展联调，50G PON 启动产品布局。应用于新能源汽车等领域的联接产品将形成新的业绩增长点。高端光模块在收入结构中的比重增加、精益生产有效降本增效、海外业务拓展顺利三重因素叠加实现毛利率提升。
（5）仕佳光子：业务多，具备双平台自主IDM能力，客户丰富
最近创一年半新高，收入比较复杂，9亿收入一半是线缆，光芯片是4-5亿里面的大部分，主要是PLC和AWG的产品，PLC主要用在光信宽带建设上，最主要的应用是数据中心，客户非常丰富，中国头部11家光模块公司都是仕佳光子的客户，并且仕佳光子在INTEL的供应比例很高，AWG的技术方案未来会提升，他的产品用在100-200G产品，400G小批量出货，800G在送样，这块AWG2亿的收入，未来随着高速应用，会有翻倍的预期。
有源芯片的技术不如源杰科技，主要是在光信宽带的应用，25G还没有出货，很小的批量。另外一块和源杰科技业务差不多的就是激光器业务。

05.
行业思考

资本开支节奏
下半年海外云厂商资本开支计划是否好转？叠加AI推动能否超预期？
今年国内电信运营商的资本开支如何？
东数西算的数据中心建设节奏如何？今年5G基站建设节奏如何？千兆以太网的推进节奏如何？

市场规模
一个数据中心会用多少光模块？各种速率的光模块用量占比如何？
一个AI大模型会用多少光模块？各种速率的光模块用量占比如何？
22年光模块的市场规模如何？23年能达到多少市场规模？各种速率光模块的占比如何？
今年各种速率光模块的需求量如何？各种的主要应用场景是哪些
各种速率光模块的价格水平如何？

速率提升节奏、技术变动方向、竞争格局
光模块的相干光、LPO、CPO技术各自的优劣势是什么？各家厂商在相关技术的进度如何？
各种技术相比传统产品能降本和降功耗多少？各自主要取代何种应用场景的光模块？
今年预计上量多少800G光模块产品？是传统光模块还是LPO或硅光？谁的出货量大？
24年海外云厂商的800GLPO需求量有多少？国内厂商各自能拿到多少份额？
800G的产品主要用于什么应用场景？
800G的相关技术产品验证周期有多长？各种技术的800G产品何时能上量？
800G产品是先云厂商上量，再数据中心、设备商上量吗？节奏如何？