通信行业2023年半年度展望：紧抓AI之光

(*"$%&(*之光——#$#%&#通信行业展望图21：富信科技光模块TEC产品与可比公司对比，已经能满足光模块温控使用要求 173/0表1：SW通信个股上半年涨幅前20大多为光模块产业链 5表2：NVSwitch和Fat-tree的使用，使得英伟达DGX集群中光模块数量大幅增长 7表3：从2010年到2022年，全球10光模块厂商中7家为中国企业，中国光模块产业优势已十分明显 12表4：光器件中各类组件占比及目前国产化情况 14(+"$%&()(+通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望1.5+*%6789#$:;<=>?@AB;3DEFGH2023年上半年，通信板块一路领跑。2chatGPT的火爆，景气度从光模块传导到服务器、交50300等指数。e1*fghijkljmno23.1.3-23.6.30p资料来源：iFinD，在A股所有板块中，通信涨幅最大。以通信、传媒、计算机、电子为代表的TMT板块涨幅靠前，其中，通信上半年涨幅51%，位居所有板块前列。e2*qrstEhikljmn资料来源：iFinD，(,"$%&(,之光——#$#%&#通信行业展望上半年AIu1*SWfgvwkljmnx20yz{|i~Eı股票代码股票简称⾏业上半年涨幅股票代码股票简称⾏业上半年涨幅301205.SZ!"#$%&'772.87%002902.SZ()%**+&'149.74%603083.SH,-#$%./459.52%300620.SZ144.40%300308.SZ3456%./449.57%002281.SZ%7#$%./137.43%300394.SZ89:;%&'329.90%688182.SH<=#$>121.12%300913.SZ@ABCDE303.35%600105.SHFGHIDE118.48%300502.SZJKL%./302.80%300548.SZ106.66%300570.SZNO%%&'278.35%688313.SHPQ%R%&'95.00%300025.SZST6UVW205.05%301191.SZXY#Z[:\]91.79%603042.SHS^#$174.37%688292.SH_`ab;cde88.20%688159.SHfg#$h!i.j172.03%301165.SZklim[:\]85.29%资料来源：iFinD，(-"$%&()(-通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望IJAIKLMN""OThQLRSTUWXYA[\]800Gbcd（FoundationModel）的800GHBMe3*AI~EıkÄÅÇÑÖÜáààâfgä(ãåçéèêëÅÇí资料来源：绘制2.1*+,./013456789:;<>?,.@ABCDE本轮光模块800G周期有何不同？2-3年网800G100G400G的AI是从Spine-Leaf架构→Fat-tree架构；二是GPUAll-to-all直连，这两种变革都额外地、大幅地增加了光模块需求。变革架构→Fat-treeSpine-Leaf架构是L(."$%&(.之光——#$#%&#通信行业展望做收敛，需要更多的光口来保证上下行速率一致，因此增加了光模块数量。例如，传统的Spine-Leaf一般收敛比是3:1，而Fat-tree1:1的收敛比使得光模块用量是原来的3倍；变革2：集群内GPUAll-to-All直连。DGXA100中，NVLinkPCIe，负责对服务器内UUIB（Infiniband）/EthernetDGXH100GPU之NVLinkNVSwitchIB/EthernetNVSiwtch18个OSFP和NVSwitch相连，大幅增加了光模块的使用量。X0X0，GPU:光模块（400&800G）=1:2.5，如果使用NVSwitch将集群内所有GPU进行连接，那么GPU:光模块（400&800G）之比将从1:2.5大幅升高至1:7。u2*NVSwitchîFat-tree ñóiü†yn°¢资料来源：Nvidia，89:;< FGH7IJK@LHPC89MNOPQBRSTUVWXY[\]（0的高斯分布dnDRAMk（大部分时间计算单(/"$%&()(/通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望£§•¶ßây†®ü©™´¨–îÆØı`˜¥µ√z资料来源：绘制GPUAI/ML大模型GPU¥æ资料来源：OneFlow，绘制(0"$%&(0之光——#$#%&#通信行业展望GPU（GPU进行训练的场：（Dataparallelism）GPUGPU0GPU1;GPU0GPU1GPUGPU进行通信，以保证模型的权重是同步的。（Modelparallelism）GPU将模型GPU00GPU1中，GPU11GPU0进行反向传播，以此循环。权重、偏差等中间数据在不同的GPU间流动。更具体地，在数据并行训练中，通过RingAll-reduce算法，GPU之间进行了快速的权重同步：RingAll-reduce：每个GPU将自己的梯度数据发送到同一个工作组的另一个GPU，这样可以同时利用发送和接收带宽，比如：a0将b1将c2GPU-3，GPU-3将d3GPU-0，以上收和发同时进行，这是一次通信；第二步，GPU-0d3+d0GPU-1，同时，GPU-1a0+a1发送到GPU-2……以此类推；第三步，GPU-0c0+c3+c2GPU-1……GPUGPU求的梯度。«¨–»…资料来源：Tensorflow，绘制(12

"$%&()通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望GPU都计算完再分发数据，因此有部分任务小的GPU出现空闲，出现了长尾时延。这种集群同时协作的特点，使得数据中心流量AI快训练速度，这是专用于AI/ML训练的数据中心，其网络架构从Spin-leaf转到Fat-tree的原因。e7*AI√†î

Àè–√†™´`Õ资料来源：Cisco，GPUAll-to-all直连？2016P100HBM2HBM3已H1004GPUHBMDGXA100为e8*DGXH100ŒñNVSwitchœ–—ÆØî“”‘’÷ÌèÿŸ⁄资料来源：Nvidia，绘制"$%&之光——#$#%&#通信行业展望

(11GPUIB/Ethernet500GB/s16TB/s，32DGXH100GPUAll-to-all18800GOSFPNVSwitch5.5GPU:1:2.51:7NVSwitchIB/H100的三倍。因此，为了/5DGXGH200集NVSwitch系统进行GPUFat-treeGPU互联900GB/sGPU间通信能力。ñ¤NVSwitchñIB/EthernetH100úù资料来源：Nvidia，^_`abcd2GAM4YefhWX\]未来，模型大型化的演进，会持续提升的算力需求。AI对算力增长的推动主要来自两个方面：1）更大规模OnpenAPI发现，随1301750亿，其完成算术题的准确性从<20%100%，达到了量变到质变的变化；2）多模态模型，由于复杂度上升，同样提升了算力的要求。HBMHBM3E作为第一个推出HBM的公司，SKHBM3E新品。2022年，SK海力士HBM50%ese3年6K海力士新推出的E3的s2023年下半年送样，20232024AIHPCGPUHBM的量产，网络带宽扩张确定性较高。800G2022年开800G100G800G200G(1)

"$%&()通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望一步提升带宽、降低功耗。在今年的3月举办的OFC上，包括II-VI等在内的头部光模块厂商都展出了基于200GPAM4方案的800G和1.6T光模块样品，产业落地逐步加快。目前来看，作为算力需求最大的公司，英伟达将最有希望首先采用200GPAM4。e10*ü≠ûª|“”flÌâ–‡îÆØ·z资料来源：Marvell，OpenAI，2.4,.7ijklmnopqrsAItuvwx近520102022II-VIu3*‚2010j„2022jó‰Â10|iÊÁû7Ë{ûÈÍEóûÈ|i~EÎÏÌÓ"Ô∑排名2010201620182020202120221 Finisar Finisar Finisar II-VI

2Op-next海信宽带中际旭创中际旭创3Sumitomo光迅科技海信宽带华为2Op-next海信宽带中际旭创中际旭创3Sumitomo光迅科技海信宽带华为(海思)华为(海思)Cisco(Acacia)"$%&之光——#$#%&#通信行业展望

(1*4AvagoAcacia光迅科技海信宽带Cisco(Acacia)华为(海思)5SourcePhotonicsFOIT(Avago)FOIT(Avago)Cisco海信宽带光迅科技6FujitsuOclaroLumentum/OclaroBroadcomBroadcom(Avago)海信宽带7JDSU中际旭创AcaciaIntel新易盛新易盛8EmcoreSumitomoIntel光迅科技光迅科技华工正源9WTDLumentumAOI新易盛MolexIntel10NeoPhotonicsSourcePhotonicsSumitomo华工正源IntelSourcePhotonics注：A股上市公司均标红；SourcePhotonics20212021年之后开始标红；20227月，II-VICoherent，为了方便对II-VI名称。资料来源：LightCounting，2.5yz{|7,.}~MRÄ800GÅÇ、FB等知名云厂商；电信市场光模块由子公司储翰负责销售。2022年，高速光通信模块（100G/200G/400G/800G）为公司主要收入来源，占总营收比例为91%。随着800G高速光模块上量，公司高速率光模块毛利率走高，从2020年的25%提升至2022年的30%。100G周期切入北美云大客户，20167。凭借快速的迭代能力、充足的产能、II-VIAI800G光模块红利。i 9,0008,0007,0006,0005,0004,0003,0002,0001,0000

高速光通信模块高速光通信模块占比90.71%中低速速光通信模块占比6.91%中低速速光通信模块占比6.91%光组件占比2.38%中低速光通信模块 高速光通信模块 光组件

35%30%25%20%15%10%5%0%

31%17%14%2020 2021 2022中低速光通信模块毛利率 高速光通信模块毛利综合毛利率资料来源：中际旭创年报， 资料来源：中际旭创年报，(1+

"$%&()通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望efghB;Q&ijkl3.1,.ÉÑÖeÜáàâäãM,.åç&éèêëíìTEC（31.67%）DFB方面较为成熟的是长光华芯。除此之外，陶瓷外壳和TEC的国产化程度同样较低。陶瓷外壳占光器件成本约16%，目前日本的京瓷处于领TEC占13%这一不小的比例Ferrotec、美PhononicTEC的能力。EMLM:pII-VIEMLM:pII-VIpnom%2Bqyp3#%%2 31.67%VCSEL~hÖq%Ñ%SPQ%Rp%7#$âäãå& Dy3ä}RTEC15.53%~hçäpNGK/NTKohK13.10% èRMTëíìîïñó&7.37%òôöoõúùû#$pü†#$à•%ú à料 ⽐ 标 ¨* 26.93%-注：A股及港股上市公司已标红，比例为占原材料采购比资料来源：大连优讯，3.2,.Üájtêëîï17ñó,åç换的功能。光器件厂商将光芯片与透镜、金属盖、陶瓷套管等组件搭配分别封装成TOSA、ROSA、BOSAPCB与电芯片组成的驱动电路、结构件等封装成光模块。一般来说，芯片占50~70%，是价值量最高的部分。"$%&之光——#$#%&#通信行业展望

(1,10GDFBDFBDFB201710G光芯50%，2.5G10G80%25G5%。近年来，“双千兆”10GPON网络改造升级，10GDFB光芯片基本已实现国产化，竞争渐趋25GDFB25GDFBDFB国内量产厂商稀缺，国产化空间巨大。23îÆÙ|gI

e14*2017jó4È25G«5|,-È~)…™65%资料来源：源杰科技招股书， 资料来源：工信部，中际装备：发行股份购买资产并募集配套资金暨关联交易报告书，òöõ7jú,åçoùÉÑ源杰科技（688498.SH）是国内少数可以量产25GDFB产品的光芯片厂商，由华为旗下哈勃投资，与华为共同研发形成部分专利，主要客户为中际旭创、铭普光磁等。数据中心产品发力，营收占比迅速扩大。2022年，公司的电信市场业务收入2.4亿元，同比增长19.26%。10GPON25GDFB激光器芯片批量出货，数据中心及4,477.8033.69%20203%20228Åü≠ûª~˙îÄ˙Ì;o2022jp资料来源：源杰科技招股说明书、年报， 资料来源：源杰科技年报，(1-

"$%&()通信行业：紧抓!"之光——#$#%&#通信行业展望公司有多款适用于数据中心DFBEML100G/400G/800G的主流速率。3.4,.Üájtêëîï27TECCcgEffect）实现制冷或加热的电子器件。与传统的机械压缩制冷方式不同，TEC更适用于尺要求较高的场景，如激光系统冷却、光学的探测器和传感器的温度控制等。0.08nm0.1nm密集波分复用）激光器通常要求将波长间隔控制在0.8nm、0.4nm甚至0.2nm，需要在光器件中内置TEC用寿命。TEC在光模块的使用场景？DWDMEML（100G/400G等高速光模块干光模块一定会使用到TEC。i?¬s@.|ABC¢'D…EF资料来源：大连优讯，Phononic，SystemPlus，绘制"$%&之光——#$#%&#通信行业展望

(1.车规环境工作温度高，激光器件温控重要性凸显。汽车零部件所需的工作温度范围往