英伟达GPU加速迭代，聚焦AI光通信核心标的

英伟达GPU加速迭代，持续保持领先优势 在2024年以前，英伟达平均2年推出新一代GPU架构，目前Blackwell芯片已经投产，并预计于2025年推出Blackwell Ultra AI芯片，2026年推出下一代AI平台“Rubin”，2027年推出Rubin Ultra，更新节奏将变为“一年一次”。通过加快产品迭代，英伟达保持产品性能优势，且生成单个Token功耗大幅降低。在各大GPU厂商新推出的产品中，英伟达Blackwell在性能上高于AMD的Instinct MI325X和谷歌的Trillium芯片。 英伟达发力AI以太网，超大规模组网趋势明确 英伟达表达了发力AI以太网的决心，其全球首个专为AI设计的高性能以太网架构Spectrum-X，目前正在为多家客户进行量产，公司预计Spectrum X将在一年内跃升至数十亿美元的产品线。英伟达推出了适用于以太网的Spectrum X800交换机。此外，英伟达计划在2025年推出Spectrum X800 Ultra，X800将支持10万卡算力集群互联，而后续的Spectrum X1600将支持百万卡算力集群互联。 AI拉动高速光模块出货，北美产业链持续受益 参照2023年及2024年Q1国内光通信行业主要企业的业绩表现，可以明显看出AI带来的高速光模块订单对北美产业链的拉动作用。我们统计了国内光模块相关上市公司，其中2023年营收实现正增长的仅有中际旭创和天孚通信两家公司；2024Q1，中际旭创、新易盛、天孚通信的营业收入增幅较大。因此，光模块领域的业绩主要体现在切入英伟达产业链的中际旭创、新易盛、天孚通信三家公司上。 光模块产品加速迭代，国内龙头布局保持优势 展望2024年 H2 ，英伟达GPU芯片的快速迭代，加速了1.6T光模需求的释放。此外LPO、CPO、硅光、薄膜铌酸锂等技术持续发展，未来有望得到较为广泛的应用。国内光模块龙头公司在上述领域均有布局，成绩斐然。展望后市，我们认为1.6T光模块的研发和交付能力依然会主导光模块厂商的竞争格局，有利于头部企业强化竞争优势。同时低时延、低成本、低功耗的CPO、LPO、硅光、薄膜铌酸锂方案有望给新的企业带来破局机会。 投资建议 全球AI算力投入加速高速光模块出货量增长，加快光模块更新迭代速度，建议关注光模块头部公司：中际旭创、天孚通信、新易盛。布局光芯片的国内厂商：源杰科技、仕佳光子。 风险提示：AI产业发展不及预期的风险，资本开支下滑的风险，产品技术迭代不及预期的风险。 1.AI拉动算力加速迭代，持续聚集光通信投资机会 1.1英伟达持续保持GPU领先优势 英伟达GPU加速迭代，持续保持领先优势。在2024年以前，英伟达平均2年推出新一代GPU架构，2020年发布Ampere，2022年发布Hopper，2024年发布Blackwell。 2024年6月2日，英伟达CEO黄仁勋发表主题为“开启产业革命的全新时代”的现场演讲，梳理并介绍了英伟达的最新产品和成果，以及对未来产品的规划。黄仁勋宣布Blackwell芯片已经投产，预计将于2025年推出Blackwell Ultra AI芯片，2026年推出下一代AI平台“Rubin”，2027年推出Rubin Ultra，更新节奏将变为“一年一次”。 图表1：英伟达产品路线图 GPU性能持续提升，生成单个Token功耗大幅降低。从“Pascal”P100 GPU一代到“Blackwell”B100 GPU一代，8年间GPU的性能提升了1053倍，从19TFLOPS提升到20000TFLOPS。功耗方面，Blackwell在Token生成能耗上大幅降低。在Pascal时代，每个Token消耗的能量高达1.7万焦耳，Blackwell使得生成每个Token只需消耗0.4焦耳的能量。 图表2：英伟达GPU算力发展进程 图表3：英伟达GPU功耗发展进程 通过加快产品迭代，英伟达得以保持明显的产品性能优势。在各大GPU厂商2024年新推出的产品中，英伟达Blackwell系列GPU在性能上高于AMD的InstinctMI325X和谷歌的Trillium芯片，叠加Blackwell芯片已经量产，英伟达依然维持较大优势。 图表4：英伟达GPU产品与竞争对手的对比 1.2英伟达发力AI以太网，超大规模组网趋势明确 英伟达在财报会上表达了发力AI以太网的决心。英伟达首席财务官科莱特·克雷斯表示，全球首个专为AI设计的高性能以太网架构Spectrum-X，正在为英伟达打开一个全新的市场，目前正在为多家客户进行量产，其中包括一个10万GPU的大型集群。公司预计SpectrumX将在一年内跃升至数十亿美元的产品线。 英伟达推出了适用于以太网的Spectrum X800交换机，拥有每秒51.2 TB的速度和256路径（radix）的支持能力。此外，英伟达计划在2025年推出Spectrum X800 Ultra，X800将支持10万卡算力集群互联，而后续的SpectrumX1600将支持百万卡算力集群互联，以太网在AI集群组网上的应用或将持续增长。 图表5：英伟达Spectrum X800交换机 图表6：英伟达以太网交换机发展路线图 1.3研发和交付能力继续主导光模块竞争 AI拉动高速光模块出货，北美产业链持续受益 参照2023年及2024年Q1国内光通信行业主要企业的业绩表现，可以明显看出AI带来的高速光模块订单对企业业绩的拉动作用。我们统计了国内光模块相关上市公司，其中2023年营收实现正增长的仅有中际旭创和天孚通信两家公司，分别同比增长11.16%/62.04%；新易盛与博创科技的降幅较低，分别同比下降6.43%/0.57%。 2024Q1， 中际旭创 、新易盛 、天孚通信的营业收入增幅较大 ，分别同比增长163.59%/85.41%/154.95%。因此，光模块领域的业绩主要体现在切入英伟达产业链的中际旭创、新易盛、天孚通信三家公司上。 图表7：国内光模块上市公司2023年营业收入 图表8：国内光模块上市公司2024Q1营业收入 光模块加速迭代，新技术层出不穷 展望2024年 H2 ，英伟达GPU芯片的快速迭代，NVLink、InfiniBand、以太网连接方案同步演进。NVIDIA Quantum-X800是英伟达第一款使用200Gb/s-per-lane SerDes方案的交换机设备，通过72个OSPF 1.6T光模块提供144个800G端口，明确了1.6T光模块需求。 产业链方面，博通在官网给出了基于单通道200G光通信技术的网络架构图。根据博通的方案，单通道200G光通信技术可以适配51.2T/102.4T两个代际的交换机芯片。单通道200G光网络包括了EML、VCSEL、CW光源、基于单通道200G方案的1.6T光模块、线缆等。 图表9：博通基于单通道200G技术的网络架构 LPO（线性驱动可插拔）和CPO（共封装光学）方案有望降低整体功耗。传统的重定时收发器集成了DSP芯片，增加了整体功耗和发热量，需要强大的冷却系统，进一步增加了能源需求和运营成本。随着数据中心的不断扩大和对高速连接需求的增加，收发器的功耗已成为关键问题。LPO和CPO方案无需DSP芯片，与内置PAM4 DSP芯片的标准重定时收发器相比，显著降低了功耗。根据LightCounting预测，LPO/CPO端口将占2026-2028年部署的800G和1.6T端口总数的30%以上。 图表10：800G/1.6T CPO渗透率提升 图表11：数据中心LPO/LRO光模块路线图 硅光调制器目前是线性驱动设计的最佳选择。GaAs直接调制激光器(DML)和InP电吸收调制激光器(EML)是更“非线性”的器件，因此除VCSEL外，LPO/CPO器件都将基于硅光平台。根据LightCounting，英伟达正优先考虑将硅光子技术用于下一代收发器。LightCounting预计，基于硅光调制器收发器的市场份额将从2022年的24%上升到2028年的44%。 Yole指出，2022年，硅光芯片市场价值为6800万美元，预计到2028年将超过6亿美元，2022年—2028年的6年CAGR为44%。推动这一增长的主要因素是用于高速数据中心互联和对更高吞吐量及更低延迟需求的机器学习的800G可插拔光模块。 薄膜铌酸锂和其他材料相比较，具备大带宽、低损耗和低驱动电压等优势。当光模块迈向1.6T甚至3.2T的阶段，并向单波200G或400G的更高标准迈进时，薄膜铌酸锂的大带宽优势将愈发显著，有望成为高速光模块技术发展的主流方向之一。 图表12：2022-2028年全球硅光子学市场统计预测 图表13：2018-2028年光收发器材料销售额 LightCounting预计，基于砷化镓（VCSEL）和InP的收发器的市场份额将逐步下降，硅光（SiP）和薄膜铌酸锂（TFLN）的份额将有所上升。LPO和CPO的采用也将促进硅光甚至薄膜铌酸锂器件市场份额的增长。 图表14：2023和2029年用于光模块的激光器和光子集成电路（PIC）销售数据 国内龙头提前布局，保持全球竞争优势 国内光模块龙头公司在上述领域均有布局，成绩斐然。中际旭创的800G光模块仍会扩建，且拥有全面的1.6T OSFP系列光模块产品，并在业界率先推出1.6T-DR8 OSFP224LPO，1.6T光模块在海外重点客户已进入送样测试环节，预计在2024 H2 完成认证，进入到客户下单环节。新易盛的800G光模块已实现批量出货，并已成功推出基于VCSEL/EML、硅光及薄膜铌酸锂方案的400G/800G/1.6T系列高速光模块产品，以及基于LPO方案的400G/800G光模块产品。天孚通信的800G产品已实现批量交付。 图表15：英伟达光模块主要供应商 展望2024H2至2025，我们认为1.6T光模块的研发和交付能力依然会主导光模块厂商的竞争格局，有利于头部企业强化竞争优势。同时低时延、低成本、低功耗的CPO、LPO、硅光、薄膜铌酸锂方案有望给新的企业带来破局机会。 2.投资建议 2.1关注光模块产业投资机会 全球AI算力投入加速高速光模块出货量增长，加快光模块更新迭代速度，建议关注光模块头部公司：中际旭创、天孚通信、新易盛。 2.2关注光芯片产业投资机会 布局光芯片的国内厂商：源杰科技、仕佳光子。 3.风险提示 AI产业发展不及预期的风险，资本开支下滑的风险，产品技术迭代不及预期的风险。