人工智能行业专题研究：LPO光模块-231130（31页）.pdf

1、西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心 通信研究团队通信研究团队 20232023年年1111月月 人工智能专题研究 LPO光模块 1 2 4 核心要点 算力成为AI时代主引擎，高速光模块持续放量。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。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。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，光连接朝着高速率、大

2、密度方向发展。随着芯片速率翻倍，英伟达的B100和H200等产品将逐步标配1.6T光模块，光模块产业将加速更新迭代。LPO具备低功耗、低成本优势，或将成为未来主流路线。去掉DSP后，光模块功耗大幅度下降。相比于可插拔光模块，LPO的功耗下降约50%，与CPO的功耗接近。Arista针对不同光学方案的功耗对比，采用Linear-drive方案后，不同方案(硅光、VCSEL、TFLN薄膜铌酸锂)的功耗均下降50%左右。DSP的BOM成本约占20-40%，去除DSP后，虽然Driver和TIA集成了EQ成本略有增加，但整体成本下降。以800G光模块为例，使用LPO系统可以使总成本下降大约8%，约50

3、60美元。国内外厂家纷纷布局，LPO或于明年上量。目前新易盛、剑桥科技、中际旭创等光模块公司已发布LPO相关产品。从产业链协同角度，高线性度的TIA、Driver 芯片作为 LPO 技术的核心零部件，Macom、Semtech等厂家为目前主要供应商，同时博通也在推进相关产品研发。相关标的：新易盛、中际旭创、剑桥科技等。风险提示：AI应用发展不及预期；上游芯片供应紧缺风险；市场竞争加剧等风险。oXiWaXvZnYrU9UoYtVkX6M9R6MnPnNmOpMkPrQsQeRmMtN8OqRmPvPoMwPwMmOrP2 目 录 一、LPO光模块概述 二、LPO光模块行业分析 三、LPO光模块重

4、点公司分析 1.1 LPO光模块的定义 1.2 LPO光模块的构成和技术原理 1.3 LPO光模块的优势和劣势 3 1.1 LPO光模块的定义 数据来源：CSDN，西南证券整理 LPO，英文全称Linear-drive Pluggable Optics，即线性驱动可插拔光模块，在数据链路中只使用线性模拟元件，无需DSP或者CDR芯片。LPO是一种光模块封装技术。通常意义上的光模块都是可插拔的。所谓“可插拔（Pluggable）”，如右图所示，交换机上有光模块的端口，把对应的光模块插入交换机，进而可以连接光纤。如果光纤或者光模块损坏，只要拔出光模块便可以进行维修更换。“可插拔”光模块 4 1.2

5、 LPO光模块的构成和技术原理 光模块传输，就是电信号变成光信号，光信号又变成电信号的过程。在发送端，信号经过数模转换（DAC），从数字信号变成模拟信号。在接收端，模拟信号经过模数转换（ADC），又变成数字信号。光模块中主要的电芯片包括DSP、激光驱动器（LDD）、跨阻放大器（TIA）、限幅放大器（LA）、时钟数据恢复芯片（CDR，Clock and Data Recovery）等。数据来源：CSDN，西南证券整理 传统光模块的组成 组成 功能 DSP DSP就是一个跑算法的芯片。它拥有数字时钟恢复功能、色散补偿功能（去除噪声、非线性干扰等因素影响），可以对抗和补偿失真，降低失真对系统误码率的

6、影响。DSP并不是所有的传统光模块都有，但是高速光模块基本都需要DSP。TOSA 主要作用是实现电信号转光信号，主要包括激光器、MPD、TEC、隔离器、Mux、耦合透镜等器件，有TO-CAN、Gold-BOX、COC（chip on chip)、COB(chip on board)等封装形式。LDD(LaserDiode Driver)将CDR 的输出信号，转换成对应的调制信号，驱动激光器发光。不同类型的激光器需要选择不同类型的LDD 芯片。在短距的多模光模块中（例如100G SR4），一般来说CDR 和LDD 是集成在同一个芯片上的。CDR（Clock and Data Recovery)是