电子行业深度报告:AI集群扩张下的光模块电芯片国产化机遇——DSP、TIA、Driver
东吴证券·2026-07-12 09:24

报告行业投资评级 - 增持(维持)[1] 报告核心观点 - AI集群扩张推动数据中心互联架构由电互联向高速光互联演进,光模块电芯片价值量随之提升[6] - LPO(线性直驱)方案短期难以撼动O-DSP(光数字信号处理器)地位,但长期将抬高Driver(驱动器)与TIA(跨阻放大器)的线性度要求,利好模拟电芯片价值重估[6] - 高速光模块由400G向800G、1.6T升级,持续打开O-DSP及模拟电芯片成长空间,但海外龙头仍占据高端环节主导[6] - 模拟电芯片(Driver/TIA)的国产替代壁垒高于数字DSP,其核心壁垒在于长期工艺迭代与协同设计经验[6][17] 根据相关目录分别进行总结 1. 电芯片:高速光互联核心 - AI数据中心驱动需求:AI集群规模扩大,GPU间数据交互需求增加,推动互连架构向高速光互联演进,传统电互连(铜缆)因信号衰减、功耗等问题面临瓶颈,光互连凭借高带宽密度、低损耗优势成为重要基础[11][12] - 核心电芯片分工: - O-DSP:负责将高速电信号转换为光信号,并纠正错误以确保信号远距离传输的完整性,应用于可插拔光模块[13] - Driver/TIA:是信号链两端的两颗模拟放大芯片。Driver负责发射侧信号放大,TIA负责接收侧将光电探测器的微弱电流信号转换为电压信号并初步放大[6][15][16] - 技术栈差异:DSP为数字芯片,竞争要素在于制程、算法与IP(先进工艺已至3nm);Driver与TIA为模拟芯片,关键指标在于带宽、噪声与线性度,工艺路线包括SiGe BiCMOS、InP HBT与CMOS三类[6][16] - SerDes IP:是高速互联芯片的核心底层能力,其带宽持续演进(如从50G PAM4向200G SerDes升级)是推动光互联技术升级的重要驱动力[19][20] - O-DSP技术分类:主要分为三类——(1)PAM4 DSP(数据中心内部短距互联主流)、(2)相干DSP(超长距离传输)、(3)轻量相干DSP(园区级中距离互联)[21][23][25] - LPO技术影响:通过移除O-DSP以降本降耗,但导致系统误码性能下降、传输距离缩短。其将信号补偿功能转嫁给ASIC、Driver和TIA,从而大幅抬高了对Driver与TIA线性度的要求。短期内难以全面替代DSP架构,更可能在特定场景率先落地[26][27] 2. O-DSP市场与国际主流玩家 - 市场空间:全球PAM4 DSP市场规模预计从2025年的42亿美元增长至2034年的148亿美元,年复合增长率(CAGR)为15.0%。其中,数据中心应用在2025年以44.7%的收入份额占据主导地位[6][31][34] - 竞争格局:市场呈现头部集中格局。MarvellBroadcom凭借并购整合、系统级生态与客户验证壁垒位居高端PAM4 O-DSP竞争核心。进入200G/lane代际后,竞争重点由速率转向架构、功耗与Driver/TIA集成方式[6][35][36][37] - 龙头企业动向: - Marvell:在Computex 2026发布多项高速光互联新品,包括业界最低功耗100T以太网交换机、全球首款1.6Tb 2nm相干光学方案(计划年内送样),并展示了51.2T CPO交换机。获得NVIDIA 20亿美元战略投资,双方在光子学及NVLink Fusion领域扩大合作[41][43] - Broadcom:2026财年第二财季AI业务半导体收入达108亿美元,同比增长143%。与OpenAI、Anthropic等推进多代定制AI加速器(xPU)合作[43][44] 3. Driver/TIA市场与竞争格局 - 市场空间:据Growth Market Report预测(2024-2033年): - 全球TIA市场规模预计从12.5亿美元增至26.5亿美元,CAGR为8.7%[6][47] - 全球Laser Driver市场规模预计从14.5亿美元增至31.6亿美元,CAGR为9.1%[6][47] - 全球PD(光电探测器)市场规模预计从8.2亿美元增至15.4亿美元,CAGR为7.1%[6][47] - 竞争格局分化:呈现“Driver趋于被集成、TIA保持独立”的特征。 - Driver:正被Broadcom、MaxLinear等DSP厂商集成吸收,独立厂商市场空间受挤压。MACOM凭借率先发布448G/lane Driver维持竞争地位[6][48] - TIA:因须与PD协同优化、难以标准化集成,反而保持了独立的市场空间,主力厂商包括Marvell、Coherent、Semtech及MACOM[6][48] 4. 国产相关标的梳理 - 裕太微:依托以太网PHY、SerDes及混合信号能力,已实现2.5G及以下物理层芯片规模化量产。2026年定增拟募资13.61亿元人民币,加码数据中心高速互联与车载通信,具备向Retimer、DSP延伸的潜力[2][49][51] - 澜起科技:全球内存接口芯片龙头(2024年市占率36.8%居首),PCIe Retimer全球第二(2024年市占率10.9%)。自研32/64GT/s SerDes与创新DSP架构构成AI服务器互联升级的重要底座[2][52] - 优迅股份:国内光通信前端收发电芯片稀缺龙头,产品覆盖TIA、Laser Driver等系列。10G及以下速率产品市场份额位居世界前二。正沿“接入网—高速数据中心电芯片—硅光组件”路径升级,已布局单波100G/200G TIA与Driver,其中单波100G已送样[2][55][56] - 一级市场公司: - 橙科微:国产PAM4 DSP核心代表,50G产品已出货,正进行400G/800G量产攻关[2][57] - 集益威:高速SerDes/混合信号平台型公司,聚焦112G SerDes量产与200G SerDes预研[2][59]

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