数通和电信市场前景广阔，AI 算力爆发光模块需求增长。
全球数据中心市场规模稳步上涨。近年来，由于物联网、云计算、人工智能等 技术的发展，数据中心成为企业存储、处理和管理大量数据的关键基础设施，加之 全球范围内包括视频流媒体、社交媒体、电子商务等用户对于在线服务和内容的需 求不断增加，驱动全球数据中心规模扩张。根据中国信通院数据，2017-2021 年全球 数据中心市场规模从 465.5 亿美元增长至 679.3 亿美元，五年内的年均复合增长率为 9.91%，预计 2023 年全球数据中心市场规模将进一步增至 820.5 亿美元。据 IDC 预 测，2025 年，全球数据量有望达到 175ZB。
海外云巨头高度重视人工智能投入。据 Dell'Oro 统计数据，2023 年全球数据中 心的资本支出预计增长 4%，预计 2024 年全球数据中心资本支出预计将加速增长 11%。 2024Q1 海外五大云巨头（亚马逊、谷歌、苹果、微软、Meta）资本开支为 463 亿美 元，同比增长 25.7%，环比增长 2.1%。同时，这些公司均表示将继续加大对 AI 领域 的投资力度，如亚马逊加速基础设施投入以支持 AI 持续发展，持续迭代训练 Llama 等，力求保持 AI 的领先地位；谷歌在 2024 年 2 月发布了 Gemini 1.5 Pro，构建了如 Gemma 开放模型、Imagen 视觉等模型，并持续投入 AI 基础设施建设，已发布第五 代 TPU 以及自研 Axion CPU 以支持下一代 AI 发展；微软预计资本开支将持续大幅 增长，持续扩大 AI 基础设施以支持云需求的增长，其 Azure AI 保持用户量和单用户 支出双增长，截至 2024Q1，Azure Arc 已有 3.3 万用户，同比增长 1 倍以上，Copilot 已在约 2.25 亿 Windows 10 和 11 电脑上应用，环比增长 1 倍以上。
云计算需求推动网络架构迭代升级。传统的数据中心计算网络由接入层、汇聚 层和核心层组成，以南北流量为主。随着云计算需求的持续增长和数据流量的扩大， 对于网络架构的要求也不断提升，东西流量逐渐成为数据中心内部的主流方式，传 统三层数据中心架构逐渐无法满足云计算厂商的需求，Spine-Leaf 数据中心网络架 构应运而生。Spine-Leaf 网络架构扩大了接入和汇聚层，大大提高了高性能计算集 群或高频流量通信设备的云联网络效率。
数据中心网络架构升级拉动光模块需求上升。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挑战。以 Spine-Leaf 架构数据中心为 例，典型的光互连主要包括数据中心内部与数据中心之间两类，数据中心内部互连 包括服务器到 TOR、TOR 到 Leaf、Leaf 到 Spine 三种场景。其中，数据中心内部互 连在数据中心整体流量分布中占比较大，提高了对高速率、低功耗、低成本和智能 化光模块的需求。另外，由于 Spine-Leaf 数据中心网络架构连接端口众多，信息传 递中使用的光模块数量随之提高，传统三层数据中心网络架构所需光模块数量约为 机柜数的 9 倍，而 Spine-Leaf 网络架构下光模块数量约为机柜数的 44 至 48 倍。
DGX A100 组网架构带动 200G 光模块需求上涨。英伟达 A100 Super POD 数据 中心系统下，A100 Super POD 集群中每 20 个节点组成一个单元（SU），所有节点被 分为 7 个 SU；140 节点的 DGX A100 集群中每台服务器所需 GPU 芯片数为 8 颗， 整个集群供需 140×8=1120 颗芯片。基于 A100+ConnectX6+QM8700 三层网络结构， 第一层架构中每个节点含有 8 个接口，单个节点所需叶交换机数量为 8×7=56 台，140 个节点所需线缆数量为 20×8×7=1120 条，对应 200G 光模块需求量为 20×8×7×2=2240 颗；第二层、第三层架构中所需线缆数与第一层架构相同，对应 200G 光模块数量为 20×8×7×2=2240 颗。综上所述，A100+ConnectX6+QM8700 网络结构所需 200G 光模 块 2240×3=6720 颗，7 个单元下所需 A100 与 200G 光模块对应数量关系为 1：6。
DGX GH200 驱动 800G 光模块市场需求扩张。英伟达最新发布的 DGX GH200 超级计算机中引入 NVLink 与 NVLink Switch 方案，搭载 256 颗 Grace Hooper 超级芯 片，每台 NVLink Switch 交换机含有 32 个 800G 接口，铜线方案下两层 Fat-Tree 拓 扑结构中第一层并不涉及光模块的使用，第二层中 36 台交换机共需 36×32×2=2304 颗 800G 光模块；综上所述，256 个 GH200 与 800G 光模块对应数量关系为 1：9。
5G 业务持续增长。2023 年，我国 5G 基站总数达 337.7 万站，据我们测算，2023 年全年共新建 106.5 万站，为 5G 建设以来历史新高；2023 年 12 月，三大运营商 5G 套餐用户数达 13.73 亿户；2023 年 12 月，5G 手机出货 2420.0 万部，占比 85.6%， 出货量同比上升 4.16%。
“双千兆”政策加快部署，网络基础能力持续优化。2021 年 3 月工信部印发《“双 千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023 年）》，提出到 2021 年底，千兆网络具备覆 盖 2 亿户家庭的能力，万兆无源光网络（10G-PON）及以上端口规模超过 500 万个， 千兆宽带用户突破 1000 万户，5G 网络基本实现县级以上区域、部分重点乡镇覆盖。 到 2023 年底，千兆光纤网络具备覆盖 4 亿户家庭的能力，10G PON 及以上端口规模 超过 1000 万个，千兆宽带用户突破 3000 万户，5G 网络基本实现乡镇级以上区域和 重点行政村覆盖，实现“双百”目标。2023 年 5 月工信部等十四部门联合印发《关于 进一步深化电信基础设施共建共享促进“双千兆”网络高质量发展的实施意见》，明确 提出到 2025 年底，电信基础设施共建共享工作机制不断完善，共建共享水平显著提 升，“双千兆”网络建设环境进一步优化。截止 2022 年底，我国光缆线路总长度达到 5958 万公里，比上年末净增 477 万公里，建成具备千兆服务能力的 10G PON 端口数 达 1523 万个，较上年末增长超 100%。Omdia 数据显示，大多数国家的 FTTH 基础 设施建设势头正在增强，预计到 2027 年，全球 FTTH 家庭渗透将超过 12 亿户；全 球 PON 设备市场预计在 2027 年超过 180 亿美元。
5G 网络架构推动光模块需求增长。基站作为无线接入侧实现无线终端与核心网 互连的设备，是实现 5G 网络无线覆盖的核心。相较于 4G 基站，5G 基站重构了 BBU 基带处理单元与 RRU 射频拉远单元，原 BBU 功能由 CU 与 DU 两个功能实体整合， 并将原 RRU 与天线合并为 AAU 实体。由 AAU 到 DU、CU、核心网之间的传输路 径被划分为前传、中传、回传三部分。其中，前传主要采用 10G、25G 等较低速率 光模块，中传主要采用 50G、100G、200G 等中低速光模块，回传部分采用的光模块 速率最高，主要使用 100G、200G、400G 光模块。5G 网络架构新增中传部分的传输， 使其对光模块的需求上升。
数字化产业发展，算力网络资本开支扩张。电信运营商算力相关资本开支持续 增长，2023 年财报显示，中国移动资本开支 1803 亿元，其中算力资本开支 391 亿元， 占比达 21.69%，占比持续上升，预计 2024 年算力资本开支为 475 亿元，同比增长 21.48%；2023 年中国电信实现资本开支 988 亿元，其中产业数字化方面资本开支为 356亿元，占比达36%，预计2024年产业数字化资本开支为370亿元，同比增长3.87%。
根据 Lightcounting 预测，2023 至 2025 年全球电信侧光模块市场份额将分别达 到 28.59 亿、31.22 亿、33.55 亿美元，同比增速分别为 10.47%、9.2%、7.46%，持续 保持增长。
