2026年策略会发言:光通信持续高景气,为AI算力互联铺路

  • 来源:国信证券
  • 发布时间:2025/11/17
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2026年策略会发言:光通信持续高景气,为AI算力互联铺路.pdf

2026年策略会发言:光通信持续高景气,为AI算力互联铺路。AI军备竞赛进入2.0时代,智算中心互联技术发展快速迭代。自2023年,ChatGPT3.5点燃“大模型革命”起,AI发展万众瞩目,各大科技公司纷纷投入大模型研发并加大智算中心建设。根据CSP厂商的Capex指引,预计2025年,海外亚马逊、谷歌、微软、Meta四家厂商合计Capex增至3610亿美元,同比增幅超58%;国内字节、腾讯、阿里Capex有望超过3600亿元。本轮AI浪潮前期,英伟达作为AI芯片领军企业,其AI芯片供不应求;随着CSP云厂持续加大智算中心投入,具备更高性价比的自研ASIC算力芯片成为...

AI数据中心互联发展趋势

各大科技公司发展AI竞争激励,Tokens调用消耗量日益增长

爆发起点:2023 年,ChatGPT3.5 点燃 “大模型革命”,海外巨头率先发力。 万模大战:2024 年,ChatGPT4-o1模型 能力进入60指数,其他模型能力进入“平 台期”。 竞争白日化:2025年,各大科技公司持 续迭代大模型,中国DS异军突起,行业 竞争白日化。 大模型未来发展有可能再分化:复杂任务解 决能力、多模态、解决模型幻觉等,或持续 提升算力需求。 AI推理的token量出现爆发式增长。 (1)AI agent:Token 消耗从 “单次交互” 转向 “任务链条式累积”,token用量也呈现 爆发式增长。 (2)多模态模型:图像、视频、音频转换为 模型可理解的 Token,会产生海量 Token。 (3)AI的渗透和生态发展:例如,Google 的token用量从5月的月均480e增加到7月 980e,Gemini app月活超过4.5亿,Google Cloud新增客户量环比+28%。

互联网云厂进入AI军备竞赛状态,持续加大AI投入

海外CSP云厂的资本开支持续增加,景气度持续。 Google:2025年全年 capex 从 750亿 美 元 上 调 至 850亿美元 。 月 均 Tokens达 到 980万 e, AI Overviews 20+亿的月度用户,Gemini app月活4.5+eGoogle Cloud新增客户量环比+28%。 Meta: 25年全年capex上调至660-720亿美元。宣布启动 Prometheus 与 Hyperion 集群 项目,重 金组建44人超级智能实验室,.Family of Apps 生态月活34.8亿,Meta AI月活超10亿. 微软:FY2025全年资本开支800亿美元,预计FY26Q1资本支出超300亿。过去一年数据中心新增 超2吉瓦容量,数据中心数量超400个。 AWS: 预计25年全年capex 1000亿美元。Alexa+用户数超过10万。

这轮AI,英伟达为首拉动了数据中心网络架构快速升级

数据中心内网络Scale-up/Scale-out对光模块需求量越来越大。Scale Up扩展算力的C2C互联技术,Scale Out做面向AI集群扩展 AI芯片升级拉动互联传输带宽升级速率,光模传输端口速率快速提升。速率在B系列已经升级为1.6Tbps。

CSP云厂加速推动自研ASIC拉动数通需求,投入景气度已经显现

CSP加速了ASIC研发,每家都有自研AISC芯片并发展数据中心,数通行业持续受益。AWS目前以与Marvell协同设计Trainiumv2为主力,其主要 支持生成式 AI与大型语言模型训练应用,AWS也和Alchip合作Trainium v3开发。Google已于2024年底推出TPU v6 Trillium,主打能效比和 针对AI大型模型的最佳化,官方称相比上一代训练能力提升4X,推理吞吐量提升3X。Meta已部署首款自研AI加速器MTIA后,正与Broadcom共 同开发下一代 MTIA v2。 台企AI ODM服务器工厂主要为META/MSFT/AWS/GOOGLE/NV等代工服务器,这个季度营收数据景气度极强反应了CSP投入AI的景气度。台企AI ODM厂商Q2势头良好,多家ODM厂商6月营收同环比增长。六家ODM厂商2025年6月营收合计为5823亿新台币,同比增长88%,环比增长5%。

光模块/硅光模块的发展

光模块主要应用在数据中心通信和电信网络通信

应用趋势:随着移动互联网和云计算的发展,数据中心的计算能力和数据交换能力呈指数级 增长,光通信的应用主体从运营商网络转向数据中心。硅光模块应用场景与光通信应用场景 基本相同。Lightcounting 预测,硅光模块在光模块中的整体份额将从2023年的34%提升 至2029年的52%。 电信网络的光通信应用:1980年代光纤诞生以来,光通信应用从骨干网到城域网、接入网、 基站。目前国内传输网络基本完成光纤化,但数据在进出网络时仍需要进行光电转换;未来 向全光网演进。硅光模块在骨干网、城域网等长距离传输场景中发挥重要作用。 数据中心的光通信应用:1990年代开始,光通信应用从中短距离的园区、企业网络延伸到 大型数据中心的系统机架间、板卡间、模块间、芯片间应用。近两年AIGC革命拉动新一轮 数据中心网络发展,对光模块带宽及速率提出更高要求。硅光模块凭借高集成度、低功耗、 低成本等技术优势,已成为数据中心通信领域的核心解决方案,主要应用于数据中心内部服 务器间、机柜间及数据中心互联的短距传输场景。

光模块是各类光器件的集成品

光模块主要由光学器件和辅料(外壳、插针、PCB与控制芯片)构成。光学器件(包括光芯片和光学元件组件)约占光模块成本70%以上,辅料(外壳、插针、 PCB与电路芯片等)占光模块总成本近30%。 光发射组件TOSA一般包含激光二极管、背光监测二极管、耦合部件、TEC以及热敏电阻等元件。一定速率的电信号经驱动芯片处理后驱动激光器(LD)发射出相 应速率的调制光信号,通过光功率自动控制电路,输出功率稳定的光信号。光接收组件ROSA一般包含光电探测器、跨阻放大器、耦合部件等元件。一定速率的 光信号输入模块后由光探测器转(PD/APD)换为电信号,经前置放大器(TIA)放到后输出相应速率的电信号。

硅光模块:下一代高集成光传输模块(从分立器件向硅光技术发展)

硅光模块是基于硅光子技术的新一代光通信器件,其应用场景跟传统光模块类似,高集成度及兼容CMOS工艺成为其核心优势。硅光模块以硅光技术为核心,将激 光器、调制器、探测器等光/电芯片都集成在硅光芯片上,再与DSP/TIA/DRIVER等电芯片组成硅光模块;传统光模块中各器件分立,需要连接与封装。硅光技术 以其材料特性以及CMOS工艺的先天优势,能够很好的满足数据中心对更低成本、更高集成、更低功耗、更高互联密度等要求,重要性将愈加凸显。PhotonicsSOI(Photonics Silicon-On-Insulator)绝缘体上硅材料平台可以让标准CMOS晶圆厂实现了高速光发射器和接收器芯片的大批量生产晶圆,为数据中心内链路提 供了高数据速率和高性价比的收发器解决方案。

硅光模块以硅光芯片为核心,与电芯片一起封装组成模块

硅光模块:将光源(部分异质集成在硅光芯片上)、硅光芯片,DSP、 TIA、CDR、驱动器等电芯片集成到一个PCB 板上并通过金属外壳封装。 硅光芯片:将调制器阵列、探测器阵列、耦合器、复用/解复用器件、光 波导等细分光芯片集成在单个硅基芯片上。 有源光芯片包括激光器、调制器、探测器等。激光器是将电信号转化为 光信号的关键器件,采用III-V族化合物例如InP;调制器将输入的电信 号通过物理效应转换为光信号,精确调控光波的强度、相位或频率等参 数,以实现信息在光纤中的高效传输;探测器通过光电效应将接收到的 光信号转换为电流信号。 无源光芯片包括光波导、耦合器、复用/解复用器件等,分别用于光路 由、光信号与硅光芯片的耦合以及波分复用/解复用。

硅光模块相比传统光模块拥有高集成度、低成本、低功耗优势

相较传统分立光模块,硅光模块具有高集成度、低成本、低功耗等优势。 高集成度:基于硅基CMOS工艺,将激光器、调制器、波导、光电探测器等光电器件单片集成于单一硅芯片,组件 数量大幅减少,体积缩小约30%。 低成本:(1)相较于III-IV族材料,硅在自然界中丰度优势显著,成本远低于III-IV族材料;(2)通过集成化设计减 少封装工序,组件与人工成本下降;(3)外置激光器方案具有成本优势。整体硅光模块相比传统光模块成本减少约 20%。 低功耗:(1)高密度集成减少了分立器件之间连接的损耗;(2)由于不需要TEC来管理温度和性能,功耗降低了 近40%。

发展趋势:高速传输、异质集成及新材料、封装工艺、新应用场景

趋势一:速率升级,从800G向1.6T/3.2T迈进。目前400G硅光模块技术成熟,800G 产品实现批量出货,1.6T产品进入量产阶段,支撑AI算力网络与超大规模数据中心的带 宽需求,采用PAM4调制技术单通道速率突破200Gbps,实现光链路线性度与稳定性的 显著提升。未来硅光模块速率将进一步向3.2T发展, DP-QPSK 等相干调制渗透率提升。 趋势二:薄膜铌酸锂等新型材料实现异质集成。目前硅光模块激光器主要采取外置CW 光源方案,仅intel实现片上异质集成的商业化,未来硅光芯片将向更高集成度发展, 在硅基芯片上异质集成InP激光器可能成为主流方案;薄膜铌酸锂在高速调制中表现优 异,与硅光异质集成可弥补硅基调制器的带宽瓶颈,未来可能在商业化硅光芯片中应用; 硅基氮化硅混合集成的应用扩展、石墨烯等二维材料在硅光芯片的应用正在被研究。 趋势三:工艺创新实现集成化与先进共封装。硅光芯片基于成熟的CMOS工艺,12英 寸硅光晶圆生产线将逐步普及,推动成本下降;未来异质集成技术将更加成熟,实现激 光器、调制器、探测器与电子电路的单片集成;硅光技术支持实现更高集成度实现光电 共封装,深度融入交换机侧的CPO(共封装光学)架构,缩短电互连距离,降低功耗 与延迟,支持3.2T及以上带宽演进,在C2C(芯片到芯片)短距互联中,OIO(光输入 输出)技术成为焦点,依托硅光集成实现低功耗、高带宽通信。 趋势四:光计算、激光雷达、医疗健康等新应用场景。数通领域硅光模块向内部互联延 伸,通过高集成、低成本特性,为相干技术下沉提供了物理载体;电信领域硅光模块在 5G通信领域可用于前传、中传和回传网络,提供高带宽、低延迟的连接解决方案,未 来渗透率将进一步提高;硅基光电子优势明显,除了在光通信领域的作用外,在其他商 业领域如光计算、激光雷达、消费电子和医疗健康等领域的价值也逐渐显现。

硅光模块产业链:英特尔为全球龙头,我国已形成全产业链布局

全球硅光产业链包括英特尔、思科、Marvell、博通、英伟达和IBM等主要的垂直整合企业,其中在数据通信领域,英特尔在出货量和收入方面属于市场头部;以 及AyarLabs、OpenLight、Lightmatter和Lightelligence等初创公司/设计公司。UCSB、哥伦比亚大学、斯坦福工程学院和麻省理工学院等研究机构,以及 GlobalFoundries、Tower Semiconductor、imec和TSMC等代工厂,还包括应用材料、阿斯麦和爱思强等设备供应商。 我国硅光模块产业链已形成从芯片设计、器件供应到模块制造的全链条布局,光模块企业包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、亨通光电、博创科技、德 科立等均在布局硅光技术。

光通信前沿技术发展(C P O / O C S / O I O等)

Scale-out:高密度光连接器由MPO向MMC发展

随着MPO从基础的12芯向24芯甚至更多芯数演进,单连接器可集成更多光纤成为趋势。 MMC是一种支持多芯光纤集成的连接器,更高布线密度是核心优势。 MMC采用精密光 纤排列与封装技术,优化插芯结构、缩小连接器间距,在单位面积集成更多光纤触点, 实现“更小体积、更高芯数”。如MMC-16每1RU可容纳3456根光纤,约为MPO-16的3倍, 紧凑的机械设计与光纤排列技术,MMC在单位空间内集成更多光纤,其低插入损耗、 高可靠性特性,更适配1.6Tbps等超高速率场景。

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(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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