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光模块行业前瞻分析景气持续回暖,把握价值

  • 来源:本站原创
  • 时间:2025/4/9 11:08:13
(报告出品方/作者:长江证券)一、产业跟踪:景气持续改善,新一轮上行开启服务器上游:21Q2景气持续修复,H2展望乐观信骅营收环比改善,全球服务器拐点将至:服务器产业链上游来看,信骅是全球服务器BMC芯片龙头,近年市占率亦超过60%。因而信骅的营收增速指标可以作为服务器市场景气度的先行指标,从历史来看信骅的营收趋势领先服务器市场约1-2个季度。从月度趋势来看,年1月起信骅营收呈现环比改善趋势明显,信骅与服务器市场的高相关性,我们判断全球服务器市场有望重新进入新一轮上行周期。Intel数通业务下半年指引乐观,新平台快速爬坡带动新一轮扩建潮:Q2Intel的数据中心业务实现营收64.55亿美元,同比下滑9.3%,但环比增长16%,Q2Intel在X86市场份额略有下滑,在竞争压力下Intel下半年指引依旧乐观,预计下半年环比仍有可观增长,考虑去年下半年基数较低,同比增速或更快。据TrendForce预测,服务器品牌厂相较于Q1的淡季,Q2出货同比增速将有望达20%,同时受益于英特尔10nmIceLake与AMD7nmMilan双平台导入市场,H2行业或迎来新一轮换机潮与数据中心建设。光芯片:Lumentum数通芯片订单强劲,21H2扩产有望落地数通芯片核心供应商,携手模块商共同成长:在年收购Oclaro后,Lumentum实现数通光芯片(EML、DML、VCSEL)种类的全覆盖。公司的数通业务有较清晰的发展路径:携手核心的数通模块供应商,随着模块的不断迭代升级(G到G/G到G/G),从中获得价值分成。芯片订单持续强劲,扩产或于H2规模落地:Q1公司EML芯片订单达到万美金,供不应求情况或延续(去年单季度数通芯片交付在万美金左右),公司维持此前公布的将晶圆产能提升1倍的规划,扩产或于H2开启。新产品进度方面,年12月,公司发布GPAM4DML芯片用于GPSM8模块,以及更具性价比的G方案。下游云商:21Q2收入及开支高增长,全年指引可观收入端,Q2云及广告业务增长提速:21Q2海外三大云商亚马逊、微软、谷歌合计云业务收入亿元,同比增长35%(其中:亚马逊+37%yoy、微软+30%yoy、谷歌+54%yoy),环比增长12.7%(其中:亚马逊+10%qoq、微软+15%qoq、谷歌+14%qoq)。Q2,谷歌广告业务收入亿美元,同比增长69%,Facebook广告业收入亿美元,同比增长56%,Q2四家厂商云及广告业务同比增速较Q1都有明显提升。开支端,Q2整体环比增长可观:Q2,海外四大云商亚马逊、微软、谷歌、Facebook合计实现资本开支亿美元,同比增长48%(其中:亚马逊+92%yoy、微软+36%yoy、谷歌+2%yoy、Facebook+42%yoy),环比增长13%(其中:亚马逊+18%qoq、微软+27%qoq、谷歌-8%qoq、Facebook+8%qoq),对比来看,亚马逊依旧是四家中开支力度最大的厂商,除谷歌之前的厂商资本开支都实现了较可观环比增长。二、供需研判:迭代红利延续,把握产业趋势驱动力:云流量“一望无际”,光模块是升级关键数据中心网络架构复杂化,“东西向”流量占比快速提升:伴随云数据中心兴起,计算资源被池化以大幅提升服务器的利用效率,也对数据中心也提出了新的挑战:动态迁移和高性能,因而数据中心架构从传统三层网络架构向“大二层”的脊叶网络架构演进。同时软件开始推行功能解耦,单个服务变成了多个服务,部署在不同的虚拟机上,虚拟机之间的流量因此大幅增加,这种平级设备之间的数据流动,被称为“东西向流量”。根据CiscoVNI指数,“东西向”流量占比快速提升,数据中心内部流量占比达到71.5%。“东西向”流量的传输(尤其是脊叶层交换机的交互)需要大量的高速率光模块去支持,因而光模块成为整体数据中心网络带宽升级的核心要素。头部云商为云数据流量主要推手,超大型数据中心扩建带动高速数通模块爆发:据CiscoVNI指数,年全球数据中心IP流量达到10.11EB/月,-年CAGR为28%。而谷歌年数据中心内部流量是年的倍,呈现指数级上升,CAGR达到72.6%。年OFC上,谷歌最新的流量数据显示普通服务器流量同比增长40%,而支持机器学习等应用的数据流量更增长55%-60%,整体AI流量已经占到谷歌总数据流量的50%以上,我们预计未来在机器学习等新应用驱动下,云数据流量增长依旧是星辰大海。超大型数据中心成为高速数通模块主要场景,全球第一大云商AWS年单个超大型数据中心的服务器/交换机/光模块用量是年的10倍/17倍/35倍。交换芯片技术演进为光模块升级主要推手之一。伴随整体云流量的增长,交换机的交换容量,商用交换机芯片领域,博通一直以来占据主导地位,市场份额70%+。从年开始,博通的商用交换芯片容量大约2年一番(年12月推出25.6T交换容量芯片),在整体端口数不变的情况下,更大容量的交换机驱动更高传输速率的光模块方案的迭代,其中部分依赖通道数翻倍,部分依赖通道速率增长。对低成本和低功耗的追求是驱动模块迭代另一大因素:一直以来成本和功耗是DC内部光互联的核心痛点,光模块平均每4年左右演进一代,每bit成本下降一半,每bit功耗下降一半,这个规律也被称为光电领域的“光摩尔定律”,进入G时代每bit成本将逐步降至1美金/G,每bit功耗大约降至0.03W/G。需求端:产品周期拉长,迭代红利延续数通G升级路径呈现“高中低”分化,G方案或崛起:由于不同的互联网客户对IT负载的需求和带宽升级的迫切性不同,从数通G升级到G分化为三条路径:1)高配:服务器端口速率升到50G、TOR和脊叶交换机升级到G;2)中配:采先将脊叶交换机升级到G,用Breakout方案连接GTOR,服务器和TOR保持不变;3)低配:先升级到G作为过渡,再升级到G或G。整体升级节奏较G时期有较明显的分化,G方案将替代部分G需求。升级节奏分化拉长单个代际产品生命周期,模块厂商应对变革窗口期更长:我们认为,过往数通升级节奏较快,进入G+时代后升级节奏或有分化,拉长可插拔模块的整体产品生命周期(例如G产品出货峰值低于G,但出货周期更长),同时带来更多存量模块的替换需求(数通光模块的产品寿命约为3-5年),给传统模块厂商更多时间和资本去应对CPO等大的行业技术大变革。G主升浪顶点未至,G规模爆发开启,G新周期渐进。年是G模块规模爆发的第2年,从历史来看,我们预计明年G出货量仍有可观增长,且整体出货周期拉长(后续二线云商启用G或带动第二次周期向上);在国内BAT和海外二线云商带动下,年内可以看到G模块规模爆发开启,明后年将看到进一步放量;G升级周期渐进,预计年将成为G规模出货的第一年,头部云商率先部署。从Lightcounting的预测来看,亚马逊、谷歌、微软和阿里等依旧是数通光模块主要采购方,年行业市场规模将较年实现翻倍增长。受益于G升级周期,GDR1/FR1产品增长强劲:GDR1/FR1即单通道G产品,区别于传统的CWDM4和PSM4等4通道产品,采用56GaudEML加上PAM4调制实现G速率。在上文提到的中配升级路径中,脊叶交换机升级到G,用breakout方案连接存量的GTOR交换机,单个DR4对应4个DR1模块需求,可以预见到亚马逊等G多通道模块采购商将同时规模采购单通道G模块,因而DR1/FR1产品增长将贯穿整个G周期。海外5G加速,国内M2.1G建设开启,电信市场或迎改善:年受疫情影响,海外5G建设暂缓,伴随海外5G频谱拍卖陆续落地,5G建设有望于年迎来加速,驱动海外电信市场高增长。国内市场,从Q3起,国内5G基站建设进入放缓阶段,从中国台湾地区光通信厂商华星光(主营10G-25G光芯片产品)月度营收持续同比负增长或有所反映。年6-7月,国内M2.1G建设开启,带动国内电信市场需求逐步修复。供给端:核心玩家锁份额,拆分投入见端倪研发速度、良率爬坡和快速交付能力决定厂商格局:从历史来看,数通模块的份额分配会根据各家厂商的产品研发进度、良率及快速交付能力来决定,我们认为主要原因包括:1)窗口期较短,产品迭代周期基本在3-5年,测试和认证的过程较长;2)玩家限定,海外核心客户大多限定供应商名单在2-4家;3)替换成本,模块厂商和云商以及交换机厂商存在一定程度的技术绑定,更换供应商有替换成本,综上研发能力强+交付能力强的核心厂商将拿更多份额。就当下G供应格局来说,两大核心供应商已在-年间确定,而年硅光版本的供应商将确定。-年内头部模块厂商旭创和新易盛相继募资进行新一轮的高端产能的扩张,进一步锁定份额。产线投入维度,G扩产门槛更高,核心厂商“强者恒强”:伴随光模块迭代至G速率,产线的人力和固定资产的投入较之前代际有爆发式增长,从中际旭创公告披露的数据来看,G模块产线固定资产投资达元/只,生产人员投入达到20人/万只,以8万元的人均年薪测算,生产人力投入在元/只,合计近千元/只的投入成本,对比年公司40G/G光模块产线大约-元/只的投入成本,增长近6倍,对于供应商来说意味着G的扩产门槛更高,使得头部厂商和非核心玩家在交付能力上的差距更加明显。技术变革:硅光短期是扰动,长期是趋势短期来看,由于硅光G产品未解决G时代制约硅光的几个技术瓶颈(插损大,无法集成光源,封装良率低),因而,G硅光方案难言大放异彩。从渗透率维度,目前核心硅光玩家Intel的GDR4和GFR4都在上量爬坡过程中,预计交付能力尚不及国内传统方案的供应商,整体渗透率情况较G时期难有大的变化。交换机T时代可插拔模块或接近技术极限。目前业界认为交换机侧GSerdes的端口速率,对应模块侧G的光电通道速率,具备技术可行性,即51.2T交换机容量下模块依旧可用。当交换机升级到.4T的容量之后,交换机电口速率将达到G+Serdes。模块侧电通路速率G或达到工程极限,G光通路也面临色散距离受限的瓶颈(GPAM4光路只能传1.5km,无法满足数通2km的传输要求)。目前业内较认可51.2T时代CPO方案或更多的是技术探索,T时代CPO方案将迎来放量。长期来看,G硅光渗透率或有提升,1.6T开始向CPO和相干方案演进:目前G主流可插拔方案PSM8和2*FR4光路和电路速率都为G,8通道封装(OSFP),具备技术可行性,可插拔方案或依旧是主力。我们预计G传输速率下硅光封装渗透率会有提升(PSM8方案先行,参考G时期硅光PSM4的成功案例,8通道下硅光的性价比或进一步提升),而CPO方案或更多的是技术探索。同时G-ZRlite(10公里,相干)现已正式列入谷歌的路线图,相干模块有望进入数通10km场景。从1.6T开始,传统可插拔速率升级接近极限,后续光互联升级或转向CPO和相干方案。据Lightcounting预测,CPO方案或于-年开始商用,或于-年开始规模上量,主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。目前CPO有两大分支:1)基于VCSEL技术,多模光纤,应用场景30米以内,针对超算及AI机群的短距离光互联(IBM为代表);2)基于硅光技术,单模光纤,应用场景2公里以下,大型数据中心机架及机群之间光互联的应用(微软和Facebook为代表)。硅光方案兴起或带动产业链价值转移:从产业链目前推出的硅光产品来看,由于大部分光电器件集成在芯片端已经完成,下游模块封装的附加值或转移至上游(硅光芯片设计和封装,以及光电合封环节),产业链分工格局重塑,因此随着硅光渗透率的提高,光模块封装环节的价值分成或面临下降,或对模块封装厂商带来较大的挑战。国内模块厂商通过自研+合作积极布局上游芯片设计:国内目前有参与硅光芯片自研的厂商主要包括亨通光电(携手Rockley)、中际旭创及光迅科技,目前看产品和技术积累有所成效。其他光模块及器件厂商包括新易盛和剑桥科技也有布局和硅光模块封装。相干领域,光迅和烽火背靠国家信息光电子创新中心的硅光工艺平台,中际旭创则联合国际一流硅光子厂商实现技术突破。高速光引擎代工或为行业“新风口”:区别于模块厂商,上游光器件厂商如天孚通信凭借其在精密光学制造的积累,切入高速光引擎封装环节,相对于模块厂,高速光引擎代工无需投入大量研发资源攻克芯片环节,亦可参与硅光模块/CPO产业链价值分成。从环节来看,光引擎代工处于硅光集成芯片、集成电芯片和硅光模块/CPO封装之间。我们假设:1)基于Lightcounting和我们的模型预测,年数通模块市场预计达到60亿美金,年开始硅光渗透或加速,年硅光渗透率或达到50%;2)目前主要竞争对手为海外厂商,公司份额有望持续提升,未来国内玩家或入局;3)硅光模块毛利率30%,硅光引擎价值占BOM比例为70%;基于此测算得到年光引擎代工市场空间或达到17亿美金,超百亿人民币的市场空间。三、估值展望:升级周期迎双击,长期


本文编辑:佚名
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