被炒瘋了的“光芯片”究竟是個啥？

前段時間，有狐友讓我們聊聊最近被熱炒的 " 光芯片 "。

今天，老狐就給大家安排上！

這幾年，資本市場流行著一話：你相信 " 光 " 嗎 ?

(資料圖片)

2、3 年前，這個答案是 " 光伏 "，2023 年，答案變成了 " 光模塊 "。

所以，要想搞清楚為什么最近 " 光芯片 " 被熱炒，我們得先搞清楚 " 光模塊 "。

首先，光模塊的工作原理如下圖：

* 光模塊工作原理圖

光模塊的的發送端把電信號轉換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉換成電信號，完成信息傳遞。

外形大概就是長下面這樣，有點像個 "U" 盤。

* 圖源知乎弱電筆記

而最近光模塊、光芯片之所以火，主要是其在資本市場表現太搶眼。

很多光模塊概念的股票，在最近幾個月漲了幾倍。

從資本市場的角度看，近幾年光模塊行業有兩個高潮：

第一個是，國內 5G 網絡的建設高峰。

約在 2019-2020 年，隨著國內 5G 拍照發放，三大運營商大力籌建 5G 網絡。

由于其開支主要聚焦于無線網和承載網，所以對前傳、中回傳光模塊的需求量非常高。

由于當時對 5G 網絡大范圍渲染，資本市場也很看好 5G 發展，刺激一波年度級別的光模塊概念行情。

但在 2020 年下半年開始，5G 網絡建設減速、商業推廣受阻等綜合影響，光模塊概念也隨之下行，出現近 2 年半的低迷。

不過，光模塊在電信通信的應用只占一部分，更大的應用是在數據通訊領域。

第二個是，ChatGPT 引爆的 AI 新時代。

去年底，OpenAI 公布了一個全新對話式 AI 模型 ChatGPT。由于其很高的創造性，很快就出圈，并且愈演愈烈。

年初時，各種消息逐漸傳入國內。

特別在微軟推出新版 Bing 搜索引擎、百度宣布將推出 " 文心一言 " 等消息后，相關話題在各大流量平臺爆發。

我們此前也聊過不少該類話題， 在這里就不再贅述了。

總之，全球的大廠都正在進行 AI 大模型的 " 軍備競賽 "。

但大模型競賽背后，其實就是算力的比拼。

以 OpenAI 團隊舉例，他們訓練 GPT3 模型用了一萬張英偉達 A100 顯卡。

訓練 GPT4 乃至更高級的模型則需要更多算力，據說 OpenAI 已經配備了 3 萬張以上的 A100 顯卡。

業內認為，一萬張顯卡幾乎就是一個大模型的門檻，國內大廠幾乎都部署了兩三萬張顯卡。比如，一個 SuperPOD 架構（英偉達 AI 基礎架構解決方案）需要 140 臺 AI 服務器；1120 張 A100GPU；186 臺交換機與 5760-8000 個光模塊。

所以，一句話總結，算力需求正在指數級爆發，給光模塊帶來龐大的新增量。

因此，在二級市場上，光模塊概念在今年 3 月份開始明顯上揚，走出一波遠超 5G 的急速行情。

* 光模塊概念股票中際旭創走勢

不過，股票雖然水漲船高，但是光模塊并不是什么高科技的東西。

光模塊說白了，就是買來內核零部件和其他配件，比如光芯片，再通過工藝組裝起來，實現完整功能。

好，終于聊到光芯片了。

光芯片，一般指光子芯片。

采用光波（電磁波）來作為信息傳輸或數據運算的載體，一般依托于集成光學或硅基光電子學中介質光波導來傳輸導模光信號，將光信號和電信號的調制、傳輸、解調等集成在同一塊襯底或芯片上。

看似很復雜，老狐用一句話解釋：

光芯片是實現光電信號轉換的基礎元器件，其性能決定了光通信系統的傳輸效率。

再舉一個現實的例子大家就好理解了，我們的電腦若要連接網絡，就需要安裝光纖和 " 光貓 "，而這其中就就要使用光芯片。

光芯片成本約占光模塊總成本的 10-30%。

當前，國內廠商僅能對中低端光芯片實現國產化，如 2.5G 和 10G 光芯片，已經廣泛運用于移動通信和數據中心市場。

雖然光芯片現在炒得很火熱，包括光通信、光計算、光量子等，應用也廣泛分布在工業、消費、汽車、醫療等領域。

但，它目前主要的應用場景仍然是光通信，也是其最核心的應用領域。

* 光芯片在光通信系統中應用位置

不知道老狐有沒有講清楚。

雖然光芯片，我們目前還只能生產低端的，不過光模塊我們現在處于領先地位。

因為，與光芯片制造不同，光模塊雖然有技術學習周期，但整體還是拼成本、拼響應速度，迭代周期非常短，每 3-5 年迭代一次。

比如，2010 年開始試用 40G 新產品；

2016 年數據中心已逐漸用上 100G；

2022 年的市場主流產品是 200G、400G 光模塊；

2023 年的主角已經突破到 800G 光模塊。

靈活制造、快速反應恰恰是中國企業的優勢，于是我們看到，2010 年時全球十大光模塊廠商基本是以海外公司為主，而十年過去后，我國企業已幾乎霸榜。

根據 2022 年全球光模塊 TOP10 榜單顯示，中國光模塊廠商一共 7 家入圍，海外僅剩 3 家在榜單上。

其中，旭創科技（排名并列第 1）、華為（排名第 4）、光迅科技（排名第 5）、海信寬帶（排名第 6）、新易盛（排名第 7）、華工正源（排名第 8）、索爾思光電（排名第 10，華西股份于 2020 年成為其控股股東）。

要注意，中國光模塊公司能打入這份榜單，北美的大廠訂單發揮重要力量。

正因為國外大廠正在進行激烈的大模型競爭，對光模塊是剛需，貿然更換供應商會拖慢項目進程。

所以行業也普遍認為，如果美國對光模塊制裁是傷敵一千自損八百的行為，短期對該行業進行制裁的可能性較低。

但是，我們需要注意到的是，雖然當前我國在光模塊領域處于全球領先地位，但在光模塊核心零部件光芯片領域卻依賴進口。

數據顯示，我國 2.5Gb/s 光通信芯片國產化率接近 50%，但 10Gb/s 及以上的光通信芯片國產化率卻不超過 5%，非常依賴 Lumentum、Broadcom、三菱、住友等公司。

隨著 AI 產業的爆發，屬于光芯片的時代已經到來，但要想在光通信產業鏈完成全部國產化，老狐認為仍有一段很長的路要走。

* 本文不構成任何投資建議。

參考資料：

國聯證券：光芯片行業研究：國產光芯片進入高端市場，開啟廣闊增長空間

天風通信：《英偉達 DGX-GH200 對 800G 光模塊影響的客觀點評：光模塊仍是 AI 算力當中最閃亮的 " 星 "》

中信證券：通信運營商行業研究：戰略聚焦，云計算迎來高速增長與價值重估

知乎：弱電筆記