高算力拉动CPO需求爆发，光器件、光芯片、光模块续燃AI
红周刊 特约 | 李涛今年以来，以ChatGPT为代表的AI大模型展现出颠覆性的自主学习和内容生成能力，但其背后是惊人的算力消耗。由此其拉动CPO需求爆发，三条细分主线浮出水面。基于GPT-3.5架构的ChatGPT总算力消耗高达近3640PF-days（假如每秒计算一千万亿次，需要计算3640天）。AI算力爆发需要匹配更先进的光通信底层算力基础设施，传统可插拔光模块的功耗问题日益明显。CPO（共封装光学）作为解决AI算力发展瓶颈问题的新技术引起市场高度关注，CPO领涨龙头公司年内涨幅已超过300%，另有10余只个股年内涨幅超过了50%，成为市场领涨板块。基于AI高算力对数据传输高速率、低功耗的巨大需求，光通信行业景气度有望进一步提升，建议关注CPO技术新路线下光器件、光芯片、光模块等光通信行业细分领域的投资机会。低功耗满足AI算力要求CPO市场迎来爆发性增长CPO是指将光引擎和交换芯片共同封装在一起的技术方案。在传统方案中，实现光电转换功能的可插拔光模块插在交换机前面板，CPO方案显著缩短了交换芯片和光引擎之间的距离，具有减少损耗、降低功耗、高集成度等优势，能够破解AI算力在数据传输环节的瓶颈，市场需求面临爆发性增长。据预测，全球CPO端口的销售量将从2023年的5万件增至2027年的450万件，提升或达90倍，届时CPO整体市场收入将达到54亿美元。目前海外巨头公司均已推出第一代或第二代CPO光模块样品，多家A股光通信上市公司也已经研发、储备或推出相关产品。从全球产业视角看，AI算力爆发成长的趋势明确，CPO作为与之适配的新一代光通信技术路线得到业内一致认可，商用化正在加速落地，产业爆发性增长时点临近。对于高确定性的高成长预期，市场给与积极正反馈，形成了明显的板块效应，CPO概念指数自2月8日至4月5日的近两个月内涨幅达到40%。在一轮上涨后再次审视产业基本面，AI算力带动的光通信新周期仍处于早期。科技产业的标志性特点之一，就是供给创造需求。一轮科技大周期往往由标志性技术和应用启动，并通过技术持续迭代创造出巨大的市场需求，从而推动产业周期跨度不断延展。从3G、4G到5G，跨度约20年的一轮ICT（信息与通信技术）产业周期已经较为充分的演绎，作为可以比肩智能手机的AI大模型，正在启动全新的算力时代。对于正在展开的新兴ICT基础设施建设周期跨度，投资者需要思路清晰，当前布局以CPO为代表的光通信行业，从中长期看仍具有较好的性价比。从投资时点看，目前电子行业（申万一级分类）整体PE处于近五年约20%分位，电子行业指数处于近五年50%分位。在行业整体低估值背景下，CPO具有更为突出的成长潜力，当前布局具有以合理价格买到稀缺成长的效果。运营商加大资本开支中游光模块打开新空间整个光通信产业链分为上游光芯片、光组件、光器件，中游光模块、光通信设备，下游数据通信市场三大环节。当前，面对不断增长的数据需求，国内外云提供商和电信运营商普遍加大资本开支，积极推动800Gbps光生态系统以提高带宽容量上限。位于产业链中游的光模块是算力基础设施的核心器件，随着智算中心、边缘数据中心建设的高速增长，光模块将保持高速增长，预计到2025年国内数据中心光模块市场有望达到525.3亿元，2022年-2023年复合增长达到36.9%。在需求持续增长推动下，光模块公司业绩增长强劲，而在产品供应上具有显著市场竞争力的龙头企业值得重点关注。例如A公司年内涨幅超过150%，根据年报业绩快报，去年全年实现营收96.42亿元，同比增长25.30%；归母净利润12.36亿元，同比增长40.92%。去年即便受疫情困扰，公司依然保持了良好盈利能力。2022年，公司持续加大对新方向、新产品投入，在产品结构上完成新陈代谢，将呆滞库存及低效率陈旧设备进行一次性计提减值，并在全球最早小批量交付800G产品，同时相关光模块产品也已实现小批量出货，显现技术优势。此外，已率先实现光模块出海，有望凭借产品升级参与全球市场竞争的企业也值得前瞻性布局。又如B公司年内涨幅超过110%。近期其在北美市场发布了应用于CPO的ELSFP模块，目前已送样测试，预计在年内实现量产。根据2022年度报告，公司去年全年实现营收14.67亿元，同比增长27.08%；归母净利润 1.94亿元，同比增长19.59%。公司在电信市场实现营收14.44亿元，同比增长30.05%，较2021年增长3.34亿元，主要源于境内外电信运营商加大了网络升级力度。AI应用场景广泛，对技术和产品提出多样性要求，光模块产品矩阵完善、能够满足多种需求的企业投资价值同样突出，再如C公司年内涨幅超过170%，根据业绩预告，预计实现归属于上市公司股东的净利润89000万元-102000万元，同比增长34.46%-54.10%。公司C已经推出了800G线性驱动的可插拔光模块LPO。LPO技术无需DSP或者CDR芯片，相比传统的DSP方案能够显著降低功耗和延迟，在人工智能AI以及机器学习ML等领域具备优势。此外，公司还推出采用单波200G技术1.6T和800G光模块，形成了面向高算力未来需求的多样化产品线。关键技术追赶全球巨头公司上游光芯片光器件稀缺价值凸显通常看，制造业下游需求爆发增长，上游出货量增长会更加敏感。CPO上游环节，可重点关注在光芯片、光器件布局较为成熟的企业。光芯片技术壁垒高，行业竞争格局好，未来成长空间巨大。据测算，全球光芯片市场规模将从2022年的27亿美元增至2027年的56亿美元，CAGR为16%。同处于上游的光器件全球产能不断向中国转移，目前我国无源光器件产品竞争力相对强，占全球市场约30%份额，有源光器件技术相对薄弱，存在较大提升空间。光器件市场细分料号多，定制化程度高，制造工艺难度大，市场呈现小而散的特点，龙头公司具备市场整合潜力。光芯片性能直接决定光模块传输速率和网络可靠性，解决“卡脖子”技术的企业具有稀缺溢价。例如光芯片公司D，作为国内稀缺的激光器芯片供应商，年内涨幅超过100%。公司10G EML光芯片即将放量，25G光芯片市场份额持续提升。面向未来市场的50G DFB、100G EML、硅光直流大功率光源等新产品，技术指标与全球龙头企业产品间的差距正逐步缩小。2021年，全球光通信用光芯片市场规模约为146.7亿元，公司市占率不到2%，伴随产品升级迭代，市占率提升具有较大空间。光器件是光电信号相互转化的关键器件，有着光通信“心脏”之称，光器件核心公司具有坚实的长期成长逻辑，如年内涨幅超过160%的公司E，作为光器件整体解决方案提供商，营业收入从2012年的1.44亿元增至2022年的12.06亿元，复合年均增长率达23.64%。公司归母净利润从2012年的0.55亿元增至2022年的3.99亿元，年均复合增长率达21.86%。公司前瞻性布局高速光引擎技术，适配400G、800G等高速光模块和CPO交换机。由此可见，CPO代表性企业普遍为本轮AI算力需求爆发进行了技术和产品储备。需求是极度稀缺的价值。当前全球经济面临下行压力，各行业普遍处于存量博弈状态，CPO高确定性、爆发式增长机会更显珍贵。（本文已刊发于4月8日《红周刊》，文中提及个股仅为举例分析，不做买卖推荐。）
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