人工智能行业专题：光芯片AI时代“芯”核心-230727（56页）.pdf

1、西南证券研究发展中心 通信研究团队 2023年7月 西南证券研究发展中心 通信研究团队 2023年7月 人工智能专题研究 人工智能专题研究 光芯片AI时代“芯”核心 光芯片AI时代“芯”核心 2 4 核心要点 AI全球竞赛持续演绎，算力成为AI时代主引擎。随着Chatgpt带来的人工智能热潮，全球互联网厂商纷纷逐浪AI。AI的底层基础便是算力，算力支撑着算法和数据，亦决定AI的训练和推理进程。站在全球视角，全球算力保持高速稳定增长态势，2021年全球计算设备算力总规模达到615EFlops，增速达到44%。据华为GIV预测，2030年人类有望迎来YB数据时代，全球算力规模达到56ZFLOPS。

2、站在中国视角，2021年我国算力总规模达到202EFlops，保持50%以上的高位增长。光芯片为光通信核心器件，国产替代空间广阔。AI大模型的搭建离不开底层基础设施的建设，光模块作为高性能计算网络核心部件需求率先爆发。光芯片作为光模块的基础部件，其性能直接决定了光通信系统的传输效率，有望与800G光模块迎来高景气共振。从市场竞争格局来看，2.5G 及以下光芯片市场中，国内光芯片企业占据主要市场份额；但25G 以上高速光芯片的国产化率仍较低（2021年约为20%），高端市场基本被美国、日本公司垄断，先发优势显著。近年来，以源杰科技为首的国内光芯片厂商大刀阔斧，技术上取得较大突破。随着800G、1

3、.6T升级周期加速，高速率光芯片需求高速增长，海外产能受限或将加速国产替代进程。复盘海外龙头成长之路，横纵发展或成未来进阶方向。通过复盘海外光通信龙头Lumentum和II-VI的成长之路，我们发现海外龙头有以下两个进阶特点：1）多次进行收购，产业链纵向延伸，一体化降本增效优势显著；2）产品品类横向扩张，下游应用领域多点开花，抵御单一产品需求周期性风险。国内厂商通常专注于细分赛道精细化发展，深度绑定优质客户。长期来看，我们看好技术积累深厚、有望实现横向扩张、纵向延伸的光芯片企业。相关标的：源杰科技、长光华芯、光迅科技、仕佳光子等。风险提示：AI技术更新迭代缓慢、专业领域落地效果不及预期、市场开

4、拓不及预期等风险。1 目 录 1 光芯片AI浪潮下算力基座 2 国产替代空间广阔，下游应用多点开花 1.1 光芯片基本概念 1.2 光芯片技术原理 1.3 光芯片原材料 1.4 光芯片生产流程 1.5 未来技术方向 3 复盘海外龙头成长路径 4 国内重点公司梳理 2 5 1.1 光芯片基本概念 光芯片系实现光电信号转换的基础元件，其性能直接决定了光通信系统的传输效率。光通信是以光信号为信息载体，以光纤作为传输介质，通过电光转换，以光信号进行传输信息的系统。光通信系统传输信号过程中，发射端通过激光器芯片进行电光转换，将电信号转换为光信号，经过光纤传输至接收端，接收端通过探测器芯片进行光电转换，将

5、光信号转换为电信号。光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等网络系统里，光芯片都是决定信息传输速度和网络可靠性的关键。从光通信产业链来看，光芯片处于光通信的上游，光芯片可以与电芯片、PCB、结构件、套管进一步组装加工成光电子器件，再集成到光通信设备的收发模块实现广泛应用，光通信下游的主要应用领域为电信运营商以及云计算数据厂商等。光通信产业链 光通信运行原理 光电子器件示意图 信息来源：源杰科技招股说明书，西南证券整理 3 信息来源：源杰科技招股说明书，西南证券整理 光芯片按功能分类：分为激光器芯片和探测器芯片，其中激光器芯片主要用于发射信号，将电信号转化为光信号，探测器芯片主要用于接收信号

6、，将光信号转化为电信号。激光器芯片，按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片，面发射芯片包括 VCSEL 芯片，边发射芯片包括FP、DFB 和 EML 芯片；探测器芯片，主要有PIN和APD两类。类型 产品类别 工作波长 产品特性 应用场景 类型 产品类别 工作波长 产品特性 应用场景 传输速率传输速率 传输距离传输距离 材料 材料 激光器激光器 芯片 VCSEL（面发射）800-900nm线宽窄，功耗低，调制速率高，耦合效率高，传输距离短，线性度差 500米以内 短距离传输 155M-25G 500m GaAs FP（边发射）1310-1550nm 调制速率高，成本低，耦合效率低，线性度