海外光通信深度暨GenAI系列之75:光通信:从光电分立走向集成,如何看价值量变迁
申万宏源证券·2026-06-30 19:28

报告行业投资评级 报告未明确给出“买入”、“增持”、“中性”或“减持”等具体评级,但其核心观点与标的推荐表明了对光通信行业及相关技术环节的积极看法 [3] 报告的核心观点 - 行业高增:AI算力芯片出货量高增、单芯片互联密度提升趋势明确,预计到2027年,全球AI数通领域新投产AI芯片对400G以上光模块/光引擎需求量将迈向1.55亿支,对应市场规模(TAM)将超过700亿美元 [3] 1.6T光模块为2026-2027年增长的主要来源,3.2T预计在2027年开始初步量产爬坡 [10] 其中英伟达GPU、谷歌TPU的需求预计将为26-27年光模块/光引擎需求上修的核心动量 [10] - 技术演进三大方向:1) EML向硅光迁移,本质为光芯片集成;2) 单通道互联速率提升;3) CPO/NPO方案,本质为电芯片+光芯片综合集成 [3] - 投资聚焦:聚焦技术壁垒最高、价值量占比潜在提升的环节,包括有望成为光电互联链主的交换芯片/DSP/SerDes厂商、模拟电芯片、硅光设计制造平台以及光芯片 [3] - 核心标的:基于DSP/交换芯片/SerDes IP的综合AI光电互联巨头(Marvell、博通)、光芯片综合平台(Lumentum、Coherent)、硅光代工制造(Tower)、模拟电芯片(Semtech、MACOM) [3] 根据相关目录分别进行总结 1. 光通信:需求增长明确,技术路径迈向百花齐放 - 需求预测:预计2026-2027年全球AI数通领域400G以上光模块/光引擎需求量预计达到7800万支/1.55亿支,对应TAM分别为393亿美元/746亿美元 [10] - 技术路径并存:GPU侧光互联短期预计以可插拔方案为主,CPO方案或在2028年后爬坡 [13] 交换机侧光互联正迈向“xPO”方案以降低功耗及信号损耗 [14] 出于易维护性、生态包容度、互联距离、热管理功耗等因素,可插拔与各“xPO”方案将长期并存 [3] - 方案选择逻辑:“xPO”本质是拉近传输距离与加重主芯片负担之间的权衡,需考量技术性要素(功耗/热管理、信号完整性/延迟、主芯片集成密度)和经济性要素(易维护性、生态开放度、核心企业偏好) [16][20] - 距离分层共存:根据互联距离,不同方案将长期共存:短距(<10m)由电主导走向光铜混合;中距(10m-10km+,Scale-out)光通信为主,可插拔与“xPO”长期共存;长距(10km+,DCI)相干光模块为主 [25] 2. 技术路径:三大趋势,看好高壁垒+价值量提升的交换+DSP/模电/硅光/激光器 - 三大技术趋势:1) EML转硅光:光芯片集成,调制部分流向硅光PIC,光源部分保持为CW光源且功率提升、价格涨价 [27] 2) 互联速率提升:正从800G全面迈向1.6T,对电芯片、光芯片性能要求更严苛 [27] 3) CPO/NPO方案:电芯片+光芯片综合集成,拉近传输距离 [27] - 价值量变迁分析: - DSP:在可插拔方案中价值量保持较高比例,1.6T必须支持单通道200G,电芯片算法复杂、壁垒极高,占总成本首位 [29] 在1.6T CPO/NPO方案中独立DSP可能降配或取消,价值部分转移至SerDes IP [29] - 模拟电芯片(Driver & TIA):CPO趋势、速率提升对线性度等要求大幅提升,价值量提升 [29] - 光芯片:EML方案随速率提升价值量提升;硅光方案中,仅保留大功率CW光源,其价值量提升(功率要求提升、单价提升、用量增加),调制器部分价值量分流至硅光PIC [29] - 硅光PIC:新增价值量环节,包含调制器阵列、波导与PD等,提升无源光器件集成度 [29] - 成本示例:报告以1.6T硅光方案为例进行了成本拆分,其中DSP成本为110美元,占比29%;硅光PIC成本为60美元,占比16% [31] - 各环节技术壁垒: - 最高壁垒:基于SerDes延伸出的交换芯片/DSP,技术壁垒极高且格局较好,博通、Marvell等有望进化为CPO算力网络的链主 [40] - 高壁垒:模拟电芯片(高速率Driver/TIA)设计制造壁垒很高;光芯片同样具备较高门槛 [40] - 产业链整合趋势:光通信从各环节分散供应组装转向平台集成,看好具备综合光通信解决方案的平台型巨头(如博通、Marvell)基于SerDes向外延伸,实现对供应链的话语权提升和产业链整合 [46] 3. 交换芯片/DSP/SerDes:博通+Marvell - 博通与Marvell路径分化: - 博通:主攻Scale-out网络侧,基于网络交换优势向算力侧全面CPO拓展,旨在成为光电互联链主企业,提供端到端闭环方案 [49][51] - Marvell:主攻Scale-up算力侧,聚焦GPU/XPU的Optical I/O及机柜内互联,采取更开放的生态,提供底层协议、IP和组件库 [49][51] - Marvell分析: - 通过收购(如Inphi、Celestial AI)快速补足光侧能力,从电芯片向板级光互连及AI算力基础设施领军者转变 [52] - 光电互联板块2026年增速指引超70%,1.6T DSP、102.4T交换机芯片及1.6T级Driver/TIA在2026年下半年放量后将推动业绩上行 [58] - 整合硅光技术后,在Scale-up光电一体化封装上具备独特溢价,赋能其ASIC业务 [58] - 博通分析: - 在下一代光互联领域领跑,1.6T方案(Sian 2)在2026年下半年全面放量,224G SerDes已成熟并前瞻布局448G [59] - Tomahawk 6(102.4T)交换机于2026年3月量产出货,Bailly和Davisson(102.4T)CPO交换架构在2026年进入系统验证,预计2027年贡献财务增量 [59] - 短期面临在谷歌TPU v8代份额的竞争(联发科加入),但长期合作稳固;新客户(如Anthropic、OpenAI)需求及新产品爬坡将贡献增长 [63] 4. 光芯片:Lumentum+Coherent+Tower - Coherent与Lumentum扩产: - Coherent:加大马来西亚基地自动化投入配合1.6T模块放量;其德州舍曼厂正升级为全球首个规模化6英寸InP平台,未来晶圆产能指引暴增4倍,深度绑定英伟达供应链 [66][68] - Lumentum:泰国基地扩产以实现北美云巨头1.6T模块规模化交付;因OCS光开关积压订单突破4亿美元,泰国OCS产线超负荷扩产,交付排至2027年;收购的格林斯伯勒新厂正改造为6英寸InP基地,预计2028年年中全面放量 [66][68] - Lumentum增长空间: - 光模块:200G EML方案领先,1.6T相关产品将在2026年夏天批量出货,CW激光器将在2026年第三季度开始交付 [71] - OCS:当前积压订单已超过4亿美元,大部分将在2026年下半年交付,预计OCS业务将在2027年贡献10亿美元营收 [71] - CPO:预计2026-2028年UHP Laser(超高功率激光器)将迎来陡峭上涨,Anchor UHP平台在2027年将带来百万美元级收入 [71] - 财务展望:公司预计两年内营业利润率从2026财年的27%提升至38%以上,季度营收达到20亿美元(即80亿美元年化收入) [72][76] - Tower(硅光代工): - 作为开放代工平台,已获得Marvell等众多客户订单,充分受益硅光价值量提升 [82] - 已与最大硅光客户签订2027年长期协议,订单金额高达13亿美元,已收到2.9亿美元预付款 [82] - 计划投资9.2亿美元提升SiGe/SiPho产能,产能爬坡后盈利能力将大幅提升 [82]

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