光芯片/模块行业专家交流会
修仙小锦鲤
航行五百年的公社达人
2023-04-06 16:42:20
时间：2023 年 4 月 5 日 21：00 - 22：00
主持人：AIGC 算力落地、国内算力基建的背景下，中际旭创、华工科技、源杰科技等厂商表现优异，关注光模块光芯片历史性机遇。
Q：海外云厂商资本开支情况？
A：从 23 年招投标会议情况来看，包括 Meta 200G，Google、微软 400G 等产品，整体资本开支受限于宏观因素，23 年到 4 月为止，短期来看没有太高的增长。2022 年之前都是持续增长的，22 年 20%，23 年基本持平。海外 Top4 占据数通市场 60%的份额，影响力大。
Meta：预计 23 年 300-330 亿美元开支，与 22 年 320 亿美元持平。从 200G 光模块采购情况来看也是基本持平。
Google：资本开支持平，但重心会从人员及办公设施向算力基础设施转移，主要是 AI 云服务方面 800G Google 都是率先采购的。
微软：Chat GPT 的火爆带来 200G、400G 光模块需求，持续采购，预计资本开支 10%+增长。
亚马逊：22 年云服务 20%增长，较之先前的高速增长不及预期。营收受影响导致裁员和资本开支缩减。400G 以前都是大规模采购，23 年降低 10%，采购价格下调 20%，因此实际采购金额下降 30%。整体市场收到的冲击来自亚马逊。
根据 LightCounting 数据，图中 ICP 为互联网内容提供商，即云厂商，过去几年高歌猛进，23 年会有短暂调整，后续会恢复。而实际上这个数据还没有考虑 AI 带来的增量，AI 服务器至少 2-3 年内会带来 25%的增速。
Q：AI 算力需求的提升会在 23H2 对云厂商资本开支带来变化吗？
A：市场趋势明确，AI 板块一定会带来更高的资本开支。Meta 上周开始对800G Lite 光模块方案开始了评估，新易盛等厂商有送样，为 24 年 800G 上量做备。24 年 AI 板块带来的需求会有集中的爆发，预计许多巨头、创业公司都宣布增加资本开支的预算。从立项规划、基建、到设备进入、搭光模块（靠后阶段）需要 2 年的周期。
Q：通用服务器和交换机用的 200/400/800G 光模块数量和价值量？
A：云计算服务器（通用）比如英特尔第四代 Xeon（至强）服务器芯片“Sapphire Rapids”，背后都是叶脊架构，可以从叶脊架构来测算，TOR 交换机与一个机柜互联，一个机柜 6-10台服务器，每一台都会和上层所有设备进行交叉互联。下行、上行端口收敛比一般是 3:1，由此测算，叶脊架构下 1 台服务器需要 4-6 个光模块，叶脊架构数据中心若需要 1 万台服务器，就需要约 6 万只光模块。
Q：6 万只光模块中高速率用量情况？
A：高速率光模块用量和规格不断提升，目前国内底层主要用 25G，国外是上层 400G，底层100G。交换机都是 400G，只是连接距离上会有差异，叶交换机和架顶交换机大约是 100m、500m（楼内），更远的 DR 500 米，FR 2km，再往上就是相干的 400G 光模块。目前整体上30%需要 100G 光模块，70%需要 400G。目前 800G 在云计算服务器导入不多，AI 用的更多。
Q：平均来说 0.8-1 美金/1GB？
A：整体来说差不多。不同距离所用芯片方案不同，会导致价格差异。细分来看，22 年 Meta的 200G 是 220 美金，也就是 1.1 美金/GB，23 年降价到 200 美金，也就是 1 美金/GB，对应 FR 的距离（云计算标准规格，比如旭创以前大量卖的 CWDM4，用以 2km 传输，用量一般较大）。400G DR4，从 22 年 600 美金降到 23 年 500 美金，1.2 美金/GB；DR 规格 500m较便宜，23 年价格 380 美金，0.9 美金/GB。这些是高速的，如果 100G 会更便宜，100G SR4
短距离，目前只有 0.4 美金/GB。行业均价一般按 2km 的规格算，在 1 美元/GB 附近。
Q：AI 服务器情况？
A：AI 服务器呈量价齐升态势。A100，用 HDR 网卡，配 200G 的光模块；V100 用的 100G光模块，H100 用 400G。可见目前 AI 服务器用的都是200G、400G，未来还会更高。并且AI 服务器用的是 infiniband 的协议，每一步都是无损的数据传输，因此像 DGX A100 用的全部是 200G 的端口，上下行各 20 个，总共 40 个，设备之间两两高速互联。一台 DGX A100有 8 张网卡，各配 1 个 200G 光模块，整体上一片 GPU 需要 8-10 个光模块。因此比如说英伟达采购了 10 万只 200G 光模块，对应的就是 1 万片 GPU，对应 1250 台 DGX A100 服务器。数据基于英伟达官网 superpod 单元，140 台服务器，170 台交换机按照 fat-tree 胖树网络架构互联进行测算。
Q：通用服务器和 AI 服务器用光模块有什么区别？H100 和 A100 有何区别？训练型和推理型有什么区别？
A：通用服务器：一台服务器与光模块配比 4:6。在 AI 方面：量价提升，在价格方面主要表现为更高速的光模块，主要为 200G、400G，并且所使用的服务器与交换机都是无损型。按GPO 网卡的数量来算，一个服务器有八张网卡，每张网卡配一个 200G 的光模块，GPO 与光模块的配比基本上为 8-10 倍。
做模型训练、优化模型的，主要用的是 V100、H100、A100（800G）等高算力芯片，目前绝大数算力在模型训练中，对高速光模块需求强；做模型推理的对芯片的算力要求较低，如 T4。未来将会 30%用于研发训练，70%用于应用推理，而目前的比例只有 9:1，大量的算力被用在模型训练上。
Q：头部几家光模块企业在硅光、LPO、CPO、相干光等新技术的进展和落地情况；
A：LPO ：线性直驱光模块，是简配版，去掉 dsp，成本下降，功耗降低 50%。
头部企业：（1）中际旭创有 LPO 的方案与技术，目前 800G lite 即 LPO 的方案已经开始给客户送样了，因为旭创在 200G 时是 Meta 的主要供应商，未来在 Meta 这边导入的可能性比较高。
（2）新易盛：已推出全系列的 LPO 方案，产品全面且重视推广，目前的验证比较顺利，很有可能会拿下明年 Meta 800G lite 的一些订单。
（3）剑桥科技：收购了一些海外主推 LPO 的芯片厂商，率先拿到了用于 LPO 的芯片，目前计划在今年下半年给海外送样，最大的客户是微软，有较大的可能性导入，明年可能会量产。
CPO ：目前各家的方案仍处于设计开发阶段。头部企业：（1）博通 23 年 3 月推出了 51.2T的 CPO 交换机，这款产品将于明年上市。
国内因为没有高速率的交换机芯片，目前没有整套 CPO 交换机。国内在光引擎方面:
（1）天孚：与 Cisco 都有合作，这些厂家的交换机都会在 2024 年推出，目前产品设计已通过验证，正在做可靠性测试，未来准备大规模量产，在 CPO 光引擎方面进展目前最快。
（2）联特：与 Cisco、思科合作，未来争取做天孚的二供。
（3）博创：一直在硅光方面有布局，一直处于送样阶段，没有大规模量产。目前正在与 intel接触，导入可能性较高。如果能够合作，未来将存在较大发展潜力。
相干光：主要做电信，技术壁垒高，一年只有几十万只的需求，华为等在做。德克力在国内电信的相干光市场做的不错。新增 DCR 互联市场，在数据中心领域未来 3-4 年会有很高的市场，有 10 亿美金的规模。速通光模块的厂商都有所布局，向中际旭创、新易盛等都发布了相干光的产品，其中中际旭创已经成功进入微软，拿到 20%的份额，后续光模块在速通领域会有很大的放量，未来将会相干下沉，在将来的 1.6T、3.2T 上可能会下沉到 10km、2km的场景，未来相干的应用领域会增大。
Q：源杰目前送样的产品/验证进度，50G DFB 和 100G EML 产品研发和落地情况，未来预计给源杰的订单情况；
A：源杰科技为国内光芯片龙头，在高速新兴产品开发上是绝对龙头50GDFP、100GEML 芯片均有客户送样。在国内与中际旭创联合做测试，因为目前800G、400G 光模块主要依赖海外进口，若源杰科技能够突破 100GEML，未来国产替代空间巨大。源杰也有一些独特的产品，比如硅光用的大规模连续激光器，已可以做到将近百毫瓦的级别，1 年左右可以追赶上海外的龙头厂商。若将来 CPO 大量采用这种大功率连续激光器，源杰科技具有优秀的产品卡位。另外，源杰科技在激光雷达等都有布局，短期内可能不会有较大营收，但为将来更大的市场做技术储备。
与国外顶级厂商的差距：光芯片验证周期较长，从前期的性能测试、到中期的可靠性测试，再到最终的稳定性、批量性验证，需要 8-9 个月时间。从目前第一阶段性能测试来看，与海外差距不大。但目前仅处于第一步测试，批量化生产、良率、稳定性等还需要持续不断检验，后续会很快推动，最快明年关注是否有小批量发货。如果进度顺利，会跟随中际旭创出海，但是光芯片 Meta、Google 等大型云厂商作为核心二级材料管控，会指定一个光芯片供应范围。目前国产云厂商如源杰、光迅、海信等都没有做到在海外大量发货，但在国内市场和国外二三线市场未来完全可以突破，头部厂商的进入还需要过程。
Q：源杰的产品与竞对的竞争力？相比博通的劣势？
A：源杰作为光芯片龙头，优势在高速产品的研发上，而不是在中低端如 2.5G 产品。2.5G 产品国内大部分厂商都能做，这块没必要去卷成本卷价格。50G/100G 国内很少有厂家有比较大的投入。源杰第一步送样阶段达到了预计要求，设计能力是没有问题的。下一步，客户导入、批量化生产、工艺优化，这一块源杰一直以来有很强的实力。比如说 2020 年源杰 25G的芯片，领先国内一众厂商，率先实现像中国移动 25G MWDM 芯片的量产。所以他能在2020 年取得国内市场上第一名，实现年销售上亿元的单款产品。基于源杰比较强的研发实
力，25G 就是一个典范，能够实现领先国内一众厂商，能够率先发货，相信 50G/100G 这一块，至少在国内是领先的。
与国外相比，短期而言，以性价比的优势赢得客户。博通在行业内的发货量、规模、成本都是高于国内的。所以这块有机会去竞争。
Q：长期来看，光通信芯片市场有可能达到百亿级别？
A：光通信市场现在是 20 亿美金，每年有百分之十几的增长。可能到 2027 或更晚，这个市场达到 40 亿美金，背后驱动力是 100G EML，以及两三年后，海外的 II-VI，今年已经发布了 200G 的 EML。越高速的产品，将来的市场空间越大，带来整个光芯片市场增长。未来全市场达到上百亿是没问题的。
Q：云岭光电等和源杰的差距有多大？
A：国内市场，普遍来看大家的产品规格在 2.5G，10G。2.5G 的国产化率达到 90%+，国外厂商退出了。10G 产品国产化率 80%，只有少部分像 10G EML 这些规格还有住友、三菱等厂商。今年源杰 10G EML 1557nm 的激光器已经在华为批量供货，也是把住友第一供应商的地位打下来了。
10G、25G 这两个主要规格上，源杰是国内第一名，包括销售额、销售量。
2.5G 领域还有很多厂商如云顶光电、仕佳光子，源杰在低速低端的领域并不具有绝对优势，还是走高速高端的路线。云岭光电更多受华工科技投资，大量供华工科技，在其他客户相较源杰就差很多。
源杰接受华为和旭创的投资，华为是电信市场的老大，旭创是数通市场的老大，客户资源是非常好的。
Q：华工科技的 800G 硅光模块、相干光模块，海外订单情况？
A：华工科技 22Q3 送样了 800G 硅光方案，在海外的潜在客户是微软。
目前大家关注 800G 方案，将来 800G 确实是一个主力的产品型号，光模块速率迭代的大节点，很多客户都会集中在 800G 这块有大量采购。华工科技之前主要市场在国内，这一波看点在海外市场的拓展。
目前华工 800G 系列产品的验证，微软这边都是在积极进行性能方面验证，没有看到任何问题，以及会影响到导入的负面信息。在微软这块面临竞争，有蛮多的供应商都在微软这竞争，能不能拿下，拿多少份额还需要观察几个月。
海外相干光模块，旭创是有一定份额的。华工的相干光还在导入阶段，还没有进入大规模供货阶段。
Q：华工未来空间展望？
A：华工正源。光通信这块，整体综合实力，全球前十名，57 亿的营收。销售规模非常大。前期 90%+的销售都是集中在国内，阿里，字节头条，都有很好的份额。凭借比较大的产能，加上性价比优势，在国内市场取得龙头地位。新易盛、旭创，在国内竞争，和华工科技比没有任何优势可研。目前华工科技相对来说在海外市场起步相对较晚，过去主要在国内。
现在开始进入到数通市场，增长潜力可以参照新易盛在 2018 年进入数通市场的情况，18 年前新易盛做电信市场，最大客户是中兴通讯，营收 7,8 个亿，2019 年进入数通市场，拿下亚马逊之后，短短三四年，四年营收增长四倍。
从实力上来讲，整个产业链的垂直整合，华工科技和云顶光电都有很强的合作关系，自有的芯片，比新易盛更强。但海外这块还没有真正的拓展，目前华工科技正在大力扩展海外渠道，一旦能够拿下微软，800G 和相干产品发货的话，后续的增长空间是非常大的。
旭创已经达到 100 亿营收，华工科技综合实力并不差。
Q：LPO 相比传统方案成本降幅？
A：LPO 是个新技术，主要是依赖于把 DSP 芯片去掉实现降本，DSP 芯片在 800G 光模块里的价值量大概 100 美金，占整个 BOM 成本占比约 15%左右。未来把 LPO 的 DSP 芯片去掉后，整个光模块的成本至少下降 15%，这是我们目前在降本方面看到的优势。比如明年的800G 传统方案 800 美金，那么 LPO 方案就 600+美金不到 700 美金。
LPO 的最大优势不是降成本，而是降功耗。在现有的光模块架构中，能够实现 50%左右的降功耗水平，对相关厂商吸引力很大。
Q：LPO 技术路线？
A：LPO 的架构相较传统光模块没有太大改变，主要是把 DSP 芯片去掉，用更强的 TIA 和driver 芯片实现高信号质量的输出。下一代产品同样会围绕芯片升级，光模块的架构上不会有太大的变化。随着第二代高性能的 TIA 和 driver，会推出更强性能的 LPO 方案。
Q：传统服务器一台配置 4-6 个光模块？GPU 服务器 8-10 个光模块？
A：是的。
叶脊架构由于有一比三左右的收敛比，所以配套的光模块数量基本是四到六。
AI 相关的网络，基于 infiniband 协议、胖树架构，无损无收敛的网络，需要保证低延时，因此光模块数量更多，8-10 个。
Q：价值量占比？AI 服务器会更多吗？
A：AI 服务器肯定会更多。将来 AI 算力越来越大，模型越来越大，对应需要这种光模块，现在大家采购的都是 800G。
我做过一个初步核算：如果花 100 亿建一个云数据数据中心，其中光模块的价值量大概是 5-6 亿。
AI 型网络，同样花 100 亿，可能需要接近 10 个亿的光模块。将来光模块在 AI 的带动下呈现量价齐升的态势。
Q：将来哪块光芯片的用量会更多？
A：现在数据量越来越大，总体光模块需求。100G 的光模块，大概 1200-1300 万只，对应 4800-5000 多万的 25G 光芯片需求。因为四通道每通道 25G，可以做 100G 的光模块。这块源杰完全能做了，25G 光芯片。
200G 今年大概有三四百万只的需求，相当于一千多万只 50G 的光芯片，源杰也有 50G 的DFB，海外的话也有大规模供货的 50G 芯片。
400G 需求大约是 340-360 万只，对应 100G EML 光芯片。
800G 产品现在也是复用 400G，都是支持 100G 速率。
将来不管是云计算、AI 网络都会向更高速升级，起步 400G/800G，对应的都是源杰所在的100G EML 的需求会有极大增长。
Q：1.6T 光模块会有大量应用吗？运用多少速率的光芯片？
A：基于 800G 之后下一代的产品。我们这个行业每三年左右速率提高一倍，背后是因为数据中心的内部流量、带宽越来越大，必须依赖更高速的光芯片和光模块技术。
1.6T 目前看是 8 通道，8*200G 实现 1.6T。200G 芯片，像 II-VI 已经发布。按照行业惯例，芯片发布到量产，中间需要两年左右的时间。真正的 1.6T 光模块会在 2025 年后出来，同样可以用在云计算和 AI 网络。
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