AI 驱动 800G/1.6T/3.2T 数通光模 块快速成长。
AI 驱动全球光模块行业快速成长。光模块是 AI 投资中网络端的重要环节，其与 训练端 GPU 出货量强相关，同时推理段流量需求爆发也有望带动需求增长。在 算力投资持续背景下，AI 成为光模块数通市场的核心增长力。根据 Lightcounting 和 Coherent 预测，全球数通光模块市场 23 年-28 年的 CAGR 为 18%，其中，AI 用数通光模块市场 CAGR 为 47%。 增长驱动力主要来自 800G、 1.6T、3.2T 光模块需求，据 Coherent 数据，到 2027 年，整个数通市场 800G 及以上速率的光模块市场规模占比将超过 50%。
更高的互联速率+更多的互联数增长奠定了光模块广阔的市场空间。AI 已明确加 快了光模块技术迭代，并且显著缩短了光模块周期，之前从 100G 过渡到 400G 用了超过 3 年，为了实现更高的传输速率以匹配日渐提高的计算速度需求，从 800G 到 1.6T 的代际替换有望缩短至不到两年。根据 FiberMall 数据预测， 2021-2025 年交换机密度预计大约每 2 年翻 1 倍，相对应光模块速率也将同步 匹配。Marvell 于在其投资者交流会提到，模型规模变大带来的多卡并行，越来 越多的交换网络层数使得连接数的上升幅度比 GPU 的增幅更快。Scaling law 下，大模型规模越来越大带来交换网络层数提升，光模块配比提升。GPT-3 在 1K 个集群上训练，对应需要 2500 个光互连；GPT-4 在 25K 个集群上训练，对 应需要 75000 个光互连。未来的 10 万个超大计算集群，需要 50 万个光互联（5 层架构，GPU 与光模块的配比为 1:5），随着 Scailing law 的演进，为了实现 AGI，未来甚至可能会出现 1:10 光模块配比的网络架构。 总的来说，更多的 GPU 驱动更多的端口连接；同时，随着 GPU 算力愈来愈强， 需要更多的带宽来保持它们处理数据，因此，更高算力的 GPU 需要更高速的端 口。这两个因素导致了超大规模数据中心连接需求的指数级增长，这是一个庞大 且迅速增长的市场。 根据 Coherent 对于行业未来的产品路线图预测，50Tb/s 交换机时代，单通道 100G 的 800G 光模块于 2023 年开始大规模量产（已量产）；单通道 200G 的 800G 光模块于 2024 年批量出货；LPO 方案于 2024H2 批量出货。100Tb/s 交 换机时代，单通道 200G 的 1.6T 光模块将于 2024 年年底量产，LPO 方案也于2024 年年底开始量产；单通道 200G 的 3.2T 光模块将于 2026 年年初量产，可 应用于 100Tb/s 交换机，也可用于下一代 200 Tb/s 交换机。
AI 用光模块中，预计硅光光模块市场规模增速最快。 1、VCSEL 激光器用在多模光模块中，适用于短距离传输且成本收益比较高，由 于 AI 训练集群中 GPU 间互联需求大幅提升，预计其会快速增长。Coherent 预 计 AI 用 VCSEL 光模块市场规模将从 2023 年的 3 亿美金增长至 2028 年的 16 亿 美金，占比从 6%提升至 14%。 2、EML 激光器应用在单模光模块中，适用于长距离互联，多用于上层交换机互 联以实现大规模 AI 集群， Coherent 预计 AI 用 EML 光模块市场规模将从 2023 年的 6 亿美金增长至 2028 年的 20 亿美金，占比从 12%提升至 18%。 硅光由于在硅基衬底上集成光子和电子器件，实现了光模块的高集成度、小型化 和低功耗，预计 1.6T 及以上速率硅光光模块占比会越来越高，Coherent 预测 AI 用硅光光模块市场规模将从 2023 年的 2 亿美金增长至 2028 年的 34 亿美金， 占比从 3%提升至 29%。
受到 AI 拉动，中国光模块出口额 2024 年以来高速增长。根据海关总署数据， 2024 年 8 月全国光模块出口金额为 37.46 亿元，同比+72.3%；1-8 月累计出口 290.89 亿元，同比+78%。国内光模块前两大龙头（海外市场）中际旭创和新易 盛总部分别位于江苏省和四川省，所以观察这两个省份光模块的出口数据可以一 定程度表征 AI 用光模块的景气度：2024 年 8 月江苏省光模块出口金额为 18.75 亿元，同比+80.9%；1-8 月累计出口 166.08 亿元，同比+115.2%。2024 年 8 月四川省光模块出口金额为 7.66 亿元，同比+237.4%；1-8 月累计出口 45.23 亿元，同比+160.7%。
