2023光器件市场需求空间及细分产品领域发展现状分析报告.pdf

1、2023 年深度行业分析研究报告 目录目录 核心观点.1 摘要.1 1.ChatGPT 惊艳亮相，AI 带动光模块需求.1 1.1 ChatGPT 掀起 AI 浪潮，国内外科技巨头将展开竞赛.1 1.2 AI 训练侧或改变数据中心网络架构，光模块需求有望明显提升.2 1.3 800G 光模块量产窗口已至，2024 年或成 800G 大年.7 2.光器件种类丰富，应用广泛.12 2.1 光有源器件是核心器件，推动光学技术的发展和应用.12 2.1.1 激光器是现代光学领域的“心脏”，为光通信、激光雷达等领域持续输血.12 2.1.2 探测器在光通信领域国产替代化进展较快，激光雷达领域发展尚需时日

2、.22 2.1.3 调制器作用重要，铌酸锂具备材料天赋.24 2.2 国内厂商在光无源器件领域具备全球领先地位，产品完备且有竞争力.24 2.2.1 光纤类无源器件广泛应用于光通信和 1550nm 激光雷达方案中.25 2.2.2 自由空间类光无源器件为光学领域最基础产品之一.26 3.从材料看光器件及光模块的演进历史.27 3.1 硅光技术发展迅速，硅光集成目前是各行业主流方案.27 3.2 InP 材料是激光器最主流的选择，集成化方案亦有应用.31 3.3 铌酸锂在调制器领域具备材料禀赋，薄膜化拓宽应用场景.33 4.CPO、全光互连和光计算等前沿领域空间可期.35 4.1 CPO 产业化

3、尚需时日，但却是行业未来重要的产品形态.35 4.2 光计算闪耀 AI 领域，光互连实现芯片间高速通信.39 5.海外光器件龙头发展启示录.42 5.1 Coherent：全球最大的光器件公司，近年来并购市场表现活跃.42 5.2 Lumentum：全球领先的光芯片提供厂商.44 5.3 Fabrinet：全球领先的光器件一站式解决方案厂商.47 6.投资建议.48 6.1 本轮光模块行情走势建议参考 2019Q1-2020Q2.48 6.2 建议重视国内光模块/光器件板块性投资机会.49 表目录 表 1:微软 AIGC 相关产品发展历程.1 表 2:光模块厂商目前拥有的 800G 光模块产品

4、.10 表 3:光通信激光器 FP、DFB、EML 和 VCSEL 的区别.17 表 4:光通信激光器主要供应商及国产替代化水平.18 表 5:不同探测器的参数对比.23 图目录 图 1:Viable 使用 GPT-3 生成客户反馈摘要.1 图 2:ChatGPT 回答专业问题.1 图 3:GPT 模型示意图.2 图 4:NVIDIA DGX A100 AI 服务器.2 图 5:微软 Azure 的 DGX H100 AI 超级计算机系统.2 图 6:传统三层网络架构.3 图 7:叶脊网络架构.3 图 8:英伟达 DGX A100 SuperPOD 采用胖树网络三层架构示意图.3 图 9:英伟

5、达 DGX A100 SuperPOD 系统示意图.4 图 10:Mellanox HDR 200Gb/s Infiniband 网卡示意图.4 图 11:DGX H100 服务器背板连接图.4 图 12:NVLink 不同代际的升级 Roadmap.5 图 13:PCIe 不同代际的性能参数表.5 图 14:A100 和 H100 POD 采用 IB 和 NVLink 网络的示意图.6 图 15:腾讯用于训练大模型的星脉网络架构采用胖树架构.6 图 16:北美云厂商云业务收入情况（百万美元）.7 图 17:北美云厂商资本开支情况（百万美元）.7 图 18:亚马逊云业务收入情况（百万美元）.7

6、 图 19:亚马逊资本开支情况（百万美元）.7 图 20:亚马逊推出 AIGC 相关产品.8 图 21:亚马逊采用 800G 带宽 EFA 的 EC2 超级集群.8 图 22:2017-2022 年 Meta 资本开支情况（百万美元）.8 图 23:Meta 的 SAM 模型工作原理示意图.8 图 24:2017-2022 年谷歌云业务收入情况（百万美元）.9 图 25:2017-2023 年谷歌整体资本开支情况（百万美元）.9 图 26:微软 Copilot 工作示意图.9 图 27:交换机电口和光口迭代升级的时间表.10 图 28:光器件分类示意图.12 图 29:自发辐射示意图二能级系统