2023-02-08 08:54
風(fēng)口情報(bào)：隨著AIGC、ChatGPT等人工智能大浪潮的襲來，當(dāng)前光模塊速率已無法滿足這一帶寬提升需求。此前，英偉達(dá)的Craig Thompson提出AI所需的網(wǎng)絡(luò)連接帶寬將增加32倍、連接容量與目前相比增加100倍。為此需要新的激光器和調(diào)制器設(shè)計(jì)，CPO被認(rèn)為是提供龐大、高效的連接的關(guān)鍵途徑，并且CPO方案可能將功耗降低50%。
核心觀點(diǎn)：ChatGPT加速的 AI 的進(jìn)程，對于功耗和成本的要求來得更快。CPO 配套硅光可能在未來2-3年有望快速放量。本文將重點(diǎn)解析“CPO”概念投資機(jī)會。文末附相關(guān)上市公司梳理，點(diǎn)關(guān)注，風(fēng)口干貨不迷路！
CPO在數(shù)據(jù)中心市場收入情況預(yù)測
資料來源：CIR
什么是CPO？CPO（Co-packagedoptics，光電共封裝技術(shù)）是一種新型的高密度光組件技術(shù)，可以取代傳統(tǒng)的前面板可插入式光模塊，將硅光電組件與電子晶片封裝相結(jié)合，使引擎盡量靠近ASIC以減少高速電通道損耗和阻抗不連續(xù)性，將電子晶片輸出的高速電訊號轉(zhuǎn)化為光訊號 ，以提高互連密度，功耗減少，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。
CPO是實(shí)現(xiàn)高速率、大帶寬、低功耗網(wǎng)絡(luò)的必經(jīng)之路。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、AI 等應(yīng)用需求的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，對帶寬容量與高速數(shù)據(jù)傳輸速率的需求明顯增加。 與此同時(shí)，摩爾定律趨于平緩，芯片制造技術(shù)接近物理瓶頸，從系統(tǒng)的角度對性能優(yōu)化從而實(shí)現(xiàn)速率提升成為必選之路。
CPO（光電共封裝）示意圖
資料來源：芯東西
CPO具有的功耗低、帶寬大的特點(diǎn)，將硅電路和光學(xué)器件并排集成在同一封裝上，可提升提高輸入/輸出（I/O）接口的能源效率，從而延長傳輸距離。當(dāng)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸在帶寬密度要求大幅提升且單通道速率超過100Gbps，傳統(tǒng)可插拔光模塊和板載光學(xué)器件在成本效益方面，將很難與CPO 技術(shù)相媲美。
AWS、微軟、Meta、谷歌等多家頭部科技巨頭已商前瞻性布局CPO相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品。目前AWS、微軟、Meta、谷歌等云計(jì)算巨頭，思科、博通、Marvell、IBM、英特爾、英偉達(dá)、AMD、臺積電、格芯、Ranovus等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備龍頭及芯片龍頭，均前瞻性地布局CPO相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品，并推進(jìn)CPO標(biāo)準(zhǔn)化工作。
2023-2025年間CPO技術(shù)有望得到實(shí)際應(yīng)用。國外COBO和OIF等行業(yè)組織成立了工作組，國內(nèi)中科院計(jì)算所牽頭成立CCITA聯(lián)盟制訂前沿互連技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)籌備相關(guān)工作。據(jù)Intel、Broadcom等廠商預(yù)計(jì)，至2023-2025年間CPO技術(shù)有望得到實(shí)際應(yīng)用，對應(yīng)的芯片產(chǎn)品亦將逐步推向市場。
CPO 的成熟與商業(yè)化有望引發(fā)光模塊競爭格局變革。CPO主要涉及3類核心技術(shù)挑戰(zhàn)——高密度的光電（驅(qū)動(dòng)）芯片設(shè)計(jì)技術(shù)、高密度及高帶寬的連接器技術(shù)、封裝和散熱技術(shù)。隨著CPO技術(shù)的成熟與商業(yè)化，將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體升級及生態(tài)供應(yīng)鏈的重組，為光模塊競爭格局帶來變數(shù)，先進(jìn)技術(shù)前瞻布局與積淀的廠商有望獲得先發(fā)優(yōu)勢。
相關(guān)上市公司梳理
中際旭創(chuàng)：全球領(lǐng)先的光模塊供應(yīng)商。公司是全球領(lǐng)先的光模塊供應(yīng)商，集高端光通信收發(fā)模塊的研發(fā)、設(shè)計(jì)、封裝、測試 和銷售于一體，為云數(shù)據(jù)中心客戶提供 100G、200G、400G 和 800G 等高速光模塊，為電信設(shè)備商客戶提供5G前傳、中傳和回傳光模塊以及應(yīng)用于骨干網(wǎng)和核心網(wǎng)傳輸光模塊等高端整體解決方案。據(jù) LightCounting 統(tǒng)計(jì)，2021年中際旭創(chuàng)在全球光模塊廠商排名并列第一。
新易盛：全系列光通信應(yīng)用光模塊廠商。公司是一家專注于光通信領(lǐng)域傳輸和接入技術(shù)的國家高新技術(shù)企業(yè)。掌握高速率光器件芯片封裝和光器件封裝技術(shù)。目前公司已成功研發(fā)出涵蓋5G前傳、中傳、回傳的25G、50G、100G、200G系列光模塊產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)批量交付。已成功推出800G光模塊產(chǎn)品系列組合、基于硅光解決方案的400G光模塊產(chǎn)品及400GZR/ZR+相干光模塊。
光迅科技：中國首家上市的通信光電子器件公司。公司從事光電芯片、器件、模塊及子系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù)，主要產(chǎn)品有光電子器件、模塊和子系統(tǒng)產(chǎn)品。產(chǎn)品服務(wù)全球設(shè)備商、運(yùn)營商、資訊商、行業(yè)網(wǎng)客戶?？蛻糁饕ㄓ蠫oogle、Infinera、華為、中興、烽火等國內(nèi)外知名客戶。據(jù)公司 2022 年半年報(bào)披露，Omdia最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)公司整體市場份額為 7.1%。
天孚通信：全球光器件核心部件領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。公司是領(lǐng)先的光器件整體解決方案提供商，形成了波分復(fù)用耦合、PLC芯片制造測試、FAU光纖陣列設(shè)計(jì)制造、TO-CAN/BOX/芯片封測、并行光學(xué)設(shè)計(jì)制造、微光學(xué)光路模擬設(shè)計(jì)裝配、光學(xué)元件冷加工與鍍膜、納米級精密模具設(shè)計(jì)制造、金屬材料微米級制造、陶瓷材料成型燒結(jié)等技術(shù)和創(chuàng)新平臺。 2018、2019、2020、2021連續(xù)四年榮“中國光器件與輔助設(shè)備及原材料最具競爭力企業(yè)10強(qiáng)”獎(jiǎng)項(xiàng)。
光庫科技：全球頭部鈮酸鋰調(diào)制器廠商。光纖器件領(lǐng)先廠商，全球三家主要的鈮酸鋰調(diào)制器供應(yīng)商之一。公司是全球僅有的幾家海底長途光網(wǎng)絡(luò)核心器件供貨商，公司收購Lumentum 旗下的鈮酸鋰調(diào)制器產(chǎn)線，成立光子集成事業(yè)部，專注于光學(xué)芯片和集成模塊的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)入鈮酸鋰調(diào)制器芯片新領(lǐng)域，是目前在超高速調(diào)制器芯片和模塊產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；I(lǐng)先的三家公司之一。
炬光科技：高功率半導(dǎo)體激光器領(lǐng)導(dǎo)者。炬光科技形成了高功率半導(dǎo)體激光元器件“產(chǎn)生光子”、激光光學(xué)元器件“調(diào)控光子”、光子應(yīng)用模塊和系統(tǒng)“提供解決方案”的戰(zhàn)略布局。公司在固體激光器泵浦源、光纖激光器核心器件、高端工業(yè)制造、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的銷售收入占比較高。目前正在拓展智能輔助駕駛、半導(dǎo)體集成電路芯片制程、顯示面板制造等新興應(yīng)用領(lǐng)域。
長光華芯：公司是半導(dǎo)體激光行業(yè)全球少數(shù)具備高功率激光芯片量產(chǎn)能力的企業(yè)之一，打破了中國激光行業(yè)上游核心環(huán)節(jié)半導(dǎo)體激光芯片依賴國外進(jìn)口的局面。公司橫向拓展建立高效率VCSEL激光芯片和高速光通信芯片兩大產(chǎn)品平臺。
仕佳光子：中國領(lǐng)先的光電子核心芯片供應(yīng)商。公司聚焦光通信行業(yè)，主營業(yè)務(wù)包括光芯片及器件、室內(nèi)光纜、線纜材料三大板塊、其中，光芯片及器件產(chǎn)品包括PLC分路器芯片系列產(chǎn)品、AWG芯片系列產(chǎn)品、DFB激光器芯片系列產(chǎn)品、光纖連接器和隔離器，主要應(yīng)用于光纖接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、5G承載光網(wǎng)、骨干網(wǎng)及城域網(wǎng)等場景。PLC分路器芯片全球市占率第一。
相關(guān)上市公司梳理：中際旭創(chuàng)、新易盛、銳捷網(wǎng)絡(luò)、紫光股份、天孚通信、長光華芯、炬光科技、光庫科技、光迅科技、仕佳光子、聯(lián)特科技、通宇通訊 等
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