CPOOIO-光互联的新蓝海
-·2024-11-15 14:37

一、涉及行业 光互联行业[1] 二、核心观点及论据 (一)CPU技术相关 1. 商用节奏 - 在交换机上,2025年下半年开始小规模试验(主要由英伟达数据中心等客户项目率先采用),2026年开始规模化应用但渗透率有限,之后逐步推广且渗透率持续提升;在服务器和GPU互联方面,预计2027年或2028年才进入客户测试阶段并逐步商用,比交换机侧晚[3]。 2. 替代光模块场景及商业逻辑 - 替代场景:用于服务器到服务器组网、网卡到网卡的数据传输(如布莱克一代网卡带宽800Gbps,下一代可能达1.6Tbps促使光模块被替代),在交换机侧将光模块集成至内部以光引擎传输数据,服务器端可能保留传统模块形态。 - 商业逻辑:功耗方面,相比带DSP的光模块方案,CPU方案功耗仅为其六分之一左右,与IPO相比能减少50% - 70%;成本方面,采用CPU光引擎能节省约一半成本[4][5]。 (二)硅光技术相关 1. 在光模块中的优势 - 集成度上,相比传统分立元件有明显优势(对空间有限的交换芯片白板重要);成本结构上,可省去外壳部分(约占总成本10%),电学部分大幅缩减(共分装下无需信号补偿减少DSP等电芯片使用,电芯片统一设计流片降低成本),光学部分总体变化不大但有细节调整(如激光器组件形态变化,整体影响有限)[7]。 2. 与传统E燃料原理区别 - E燃料原理发射和调制功能集中在三五族化合物材料上,硅光技术发射与调制功能分别放置(发射由独立激发源完成,再传输至硅基上的调制器调制),硅基上工作原理需更多耦合步骤确保能量传递效率,两者操作复杂性和优势不同[10]。 (三)共分装形态相关 - 信号处理改进:消除信号补偿需求(传统架构因电阻线需补偿估算,共分装下信号直接转化进入系统),减少DSP等处理单元,简化系统设计并降低功耗;所有电芯片可统一设计并流片,降低物料成本[8][9]。 (四)光引擎技术相关 - 已在今年产业化,成本逐渐下降且功耗较低,在交换机侧成功应用后有望推广至GPU侧,但基于行业高速迭代背景,若迭代速度放缓则不一定适用;在老黄设定节奏下,CPU与GPU技术按现有结构发展概率大[23][24]。 - 市场规模方面,以炉饼平台为例,在交换机侧用光引擎替代传统模块有一定市场规模,若推广到GPU层总体市场潜力巨大[25]。 (五)GPU相关 - 特定场景下带宽需求巨大(如光纤传输带宽是铜线网卡9倍,GPU输出带宽可达14.4Gbps,传输MP4文件时带宽需求7.4Gbps,连接NVMe存储设备时音频对接需4Gbps,两端共需28.8Gbps带宽等),这使得GPU在数据中心和高性能计算中应用重要[26]。 (六)光模块与电学分装相关 - 区别:传统电学分装是将电子芯片与其他组件封装,新技术下如一些主流厂商采用3D封装技术改变了这一过程。 - 发展趋势:更多厂商自行开发PSP并结合TSV技术,新封装方式将更普及,可提高毛利率和竞争力[15]。 (七)光模块公司毛利率相关 - 受材料成本、工艺复杂度、市场需求等因素影响,自研PSP可提升毛利率(PSP是硅基光引擎最大物料成本之一,自研可降低采购成本),涉足半导体工程可增加附加值稳定或增长毛利额[16]。 (八)铜线方案相关 - 未来发展瓶颈:到2026年未必能实现18G升级,翻倍增加带宽会遇物理空间和散热问题(如48G时连接距离减至90公分),影响信号质量(用补偿器提升信号质量会增加成本和功耗),光引擎技术有望替代[22]。 (九)光引擎技术市场相关 - 具有巨大市场潜力和收益,涉及多方面转换,如天福公司研发领先与大客户合作紧密、区创公司PIC设计有深厚技术积累,其他公司也有布局,长远可能实现百分百收益率[27]。 (十)半导体封装环节相关 - 受到高度关注,如CS向英伟达等供货且有丰富量产经验,罗伯特斯马克通过收购增强硅光封测设备领域发展,太阳光因产品增量明确股价表现强劲[28]。 (十一)光引擎与传统电交换机对比相关 - 优势:传输速率上,光纤是铜线网卡9倍提升数据处理效率;成本构成上,采用先进技术使成本效益更高;市场空间方面,辅助产品促进产业链发展,虽初期投入大但长期经济效益可观[29]。 三、其他重要内容 (一)无源器件相关 - 在市场中价值稳定,虽部分产品种类减少但高价值产品价格高,整体价值未受太大影响;应用场景有所变化,自由空间光学情况下使用量先增后减,但在现代化通信系统中仍不可替代[13][14]。 (二)光模块光学部分相关 - 在产业定义上是光学部分集成对照关系,从天福产品线看虽与传统不同但本质是光学部分集成,从光模块光学部分到光引擎价值量变化不大,天福通过定制化开发和封装工艺增加附加值但整体价值量相对稳定[17]。 (三)标准化ASP和不同方案成本相关 - 页面模块成本约0.7 - 0.8美元每千克,GPS模块约0.7 - 0.8美元,800g模块基本成本约600美元,硅光方案成本0.6 - 0.7美元,使用CPU或硅钢管理器成本可降至0.3 - 0.4美元,铜线方案0.1 - 0.2美元(仅单边连接),PCB成本小于0.1美元[18]。 (四)过去未广泛采用CPA替代传统方案相关 - 原因是维护性、故障率、分装挑战等问题(如组件故障需换整个板子,磷化铟材料工作温度限制),现在通过将光源移到交换机端口、插拔属性、液冷技术、设计网络结构应对故障等有了进展,硅光芯片技术改善加速商业化进程[19]。 (五)CPU和GPU侧挑战及解决方法相关 - CPU侧过去面临维护性、故障率高、分装挑战等问题,通过将光源移到交换机端口、液冷技术、设计网络结构解决;GPU侧分装面临体积调整挑战,需提升现有资产技术,且因其带宽远超交换机产品,要特别关注高带宽需求下的热管理与性能优化[20]。 (六)交换机产品网卡带宽相关 - 交换机中的网卡带宽远小于CPU带宽,需在小空间提升带宽;光模块在成本和功耗有优势,铜线方案虽当前功耗和成本表现好但未来升级有瓶颈(如224G4点时有效传输距离1.5米左右,不依赖补偿技术传输距离更受限,2026年可能无法实现18G升级等),光引擎技术有望替代[21]。 (七)主要企业相关 - 参与企业有天福、区创、兴盛、华工光学、太阳光、CS、罗伯特斯马克等,各自有不同特点(如天福与大客户合作紧密研发领先,区创PIC设计技术深厚等),共同推动行业发展形成完整产业链[30]。