光模块受益于 AI 爆发式的发展,光模块市场规模不断扩大。
受益于 AI 发展,光模块市场规模扩大。根据 LightCounting 的报告,2024 年以 后各细分市场将恢复需求或继续增长,预计未来 5 年将以 16%的年复合增长率 持续增长。LightCounting 认为亚马逊、谷歌、微软和其他云计算公司有望引领 新的 AI 应用的开发,这将需要对其人工智能集群进行重大升级,而人工智能集 群需要使用大量光连接。未来两年主要是 400G 和 800G 以太网光模块和 AOC。
未来以太网光收发器市场规模将快速增长,主要应用场景为 AI 集群。图 2 显示 了 LightCounting 对以太网光收发器销售的预测,其中包括对 AI 集群光连接对该 市场的贡献的估计。未来 5 年,用于 AI 集群应用的光收发器的总销售额将达到 176 亿美元,相比同期所有其他应用以太网收发器 285 亿美元的收入,这确实是 一个非常大的数字。而根据 LightCounting 对用于人工智能集群的以太网光模块 销售额的最新预测,这一细分市场在 2024 年将增长一倍多。目前,4x100G 和 8x100G 光模块的需求量超过供应量的 100%,许多客户将不得不等到 2025 年 才能交货。
400G 和 800G 光模块销售额在未来将迎来激增。LightCounting 对 4x100G 光模 块的预测值在 2025 年提高了 5 亿美元,在 2026 年提高了 10 亿美元。400G 的 销售额预计将在 2026 年达到 40 亿美元以上的峰值。对 2025 年 8x100G 光模块 的预测增加了 20 亿美元,预计 2026 年 800G 的销售额将超过 70 亿美元。
大模型产业迅速发展,训练侧算力需求上升,拉动光模块需求。在 Transformer 及大语言模型(LLMs)出现前,绝大部分的 AI 模型训练和推理,对算力、显存 等硬件资源要求不高,使用单机 CPU/GPU 或分布式小集群即可满足需求。近年 来,大模型产业十分火爆,OpenAI 先后发布 GPT、GPT-2、GPT-3、ChatGPT-3.5、 GPT-4、Sora、ChatGPT-4o 等大模型,谷歌推出 PaLM、PaLM2、Bard、Project Astra、 Ve0 等模型,DeepMind、Meta、百度、字节跳动等厂商也陆续推出各自大模型。根 据 IDC 的预测,全球 AI 计算市场规模将从 2022 年的 195.0 亿美元增长到 2026 年的 346.6 亿美元,其中生成式 AI 计算市场规模将从 2022 年的 8.2 亿美元增长 到 2026 年的 109.9 亿美元。生成式 AI 计算占整体 AI 计算市场的比例将从 4.2% 增长到 31.7%。在 AIGC 领域,人工智能算法和技术被应用于各种领域和行业, 如自动驾驶汽车、医疗诊断、金融预测等。随着以 GPT 为代表的人工智能大语 言模型的发布和不断发展,算力(训练侧)的需求急剧增长,各大厂商持续加大 算力投资,算力需求的激增进而拉动了光模块的快速发展。AI 成为光模块数通市场的主要增长源。

OpenAI o1 实现 Scaling Law 从训练到推理的转变,有望引领新一轮的推理算 力投资。传统 GPT 1 到 4 时代的 Pre-Training(预训练)阶段 Scaling Law 依赖 模型参数、训练算力和数据规模三方面的共同增长。但随着大模型所需要的高质 量数据的缺少,已无法快速有效地提升模型性能,算力投资的作用可能会衰减。 而 2024 年 9 月 OpenAI o1 的发布暂时解决了这一问题。OpenAI o1 实现 Scaling Law 从训练到推理的转变,可能引领新一轮的推理算力投资。o1 采用 CoT(Chain-of-Thought,思维链),把一个复杂问题拆解成若干简单步骤,类似 AlphaGo 下棋(Monte Carlo Tree Search(MCTS))——搜索+强化学习,可 以训练大模型快速找到通向正确答案的 COT 路径。o1 通过将复杂问题拆解为 多个连续关联的简单问题,模仿人类逐步解决问题的方式,从而提升了模型的推 理性能。
o1 可能引领未来新一轮推理侧算力投资,持续驱动光模块需求。OpenAI 发现随着更多的强化学习(训练时计算)和更多的思考时间(测试时计算), o1 的性能 也在不断提升。o1 表明推理阶段对于复杂问题的解决起到非常关键的作用,因 此未来推理端算力可能非常重要,甚至可能比 Training 端算力更加重要。o1 表 明 Scaling law 的拓展在 post-training 侧也有更多的提升空间,未来算力投资也 可能更多转向推理阶段,新增算力投资将持续驱动光模块需求。
2023 年全球前十大光模块厂商中,中国厂商个数升至 7 位。回顾过往 10 年光模 块行业发展历史,国产厂商所占份额持续提升。
从 2023 年各光模块主流厂商的规模来看:根据 2023 年 LightCounting 榜单,中 国光模块厂商一共 7 家入围,海外仅剩 3 家在榜单上。根据榜单,中国光模块 厂商 2010 年仅有武汉电信器件有限公司(后与光迅科技合并)入围;2016 和 2018 年,仅海信宽带、光迅科技两家入围。2023 年,旭创科技(第 1)、华为 (第 3)、光迅科技(第 5)、海信宽带(第 6)、新易盛(第 7)、华工正源(第 8)、索尔思光电(第 9)入围。其中,旭创科技、Coherent、Cisco、华为四家 厂商占据的 2022 年全球光模块市场份额超过 50%。
根据 LightCounting 统计,自 2021 年开始,前十大中国供应商销售额超过了海 外竞对,随后差距进一步扩大,中国厂商占光全球光模块比重增加。2018-2023 年中国光模块厂商占全球 25-35%,预计 2024-2029 年为 20-25%,短期比例下 降主要由于美国云计算厂商建设 AI 集群采购光模块提速,西方厂商受益,挤占 部分国产厂商份额。长期来看,随国内市场在芯片上的突破,国内电信、数通领 域光模块需求增加,国产厂商份额将回升。 2023 年,从中国主流厂商的光模块业务收入来看,中际旭创光模块业务收入领 先,达到 107.18 亿元;光迅科技次之 60.61 亿元,华工科技光电器件业务(包 含部分小基站业务)收入为 31.1 亿元,位列第三;随后,依次是新易盛、联特 科技、剑桥科技。
