光芯片究竟是个啥

      这几年，资本市场流行着一话：你相信“光”吗?

2、3 年前，这个答案是“光伏”，2023 年，答案变成了“光模块”。

所以，要想搞清楚为什么最近“光芯片”被热炒，我们得先搞清楚“光模块”。

首先，光模块的工作原理如下图：

*光模块工作原理图

光模块的的发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号，完成信息传递。

外形大概就是长下面这样，有点像个“U”盘。

*图源知乎弱电笔记

而最近光模块、光芯片之所以火，主要是其在资本市场表现太抢眼。

很多光模块概念的股票，在最近几个月涨了几倍。

从资本市场的角度看，近几年光模块行业有两个高潮：

第一个是，国内 5G 网络的建设高峰。

约在 2019-2020 年，随着国内 5G 牌照发放，三大运营商大力筹建 5G 网络。

由于其开支主要聚焦于无线网和承载网，所以对前传、中回传光模块的需求量非常高。

由于当时对 5G 网络大范围渲染，资本市场也很看好 5G 发展，刺激一波年度级别的光模块概念行情。

但在 2020 年下半年开始，5G 网络建设减速、商业推广受阻等综合影响，光模块概念也随之下行，出现近 2 年半的低迷。

不过，光模块在电信通信的应用只占一部分，更大的应用是在数据通讯领域。

第二个是，ChatGPT 引爆的 AI 新时代。

去年底，OpenAI 公布了一个全新对话式 AI 模型 ChatGPT。由于其很高的创造性，很快就出圈，并且愈演愈烈。

年初时，各种消息逐渐传入国内。

特别在微软推出新版 Bing 搜索引擎、百度宣布将推出“文心一言”等消息后，相关话题在各大流量平台爆发。

我们此前也聊过不少该类话题， 在这里就不再赘述了。

总之，全球的大厂都正在进行 AI 大模型的“军备竞赛”。

但大模型竞赛背后，其实就是算力的比拼。

以 OpenAI 团队举例，他们训练 GPT3 模型用了一万张英伟达 A100 显卡。

训练 GPT4 乃至更高级的模型则需要更多算力，据说 OpenAI 已经配备了 3 万张以上的 A100 显卡。

业内认为，一万张显卡几乎就是一个大模型的门槛，国内大厂几乎都部署了两三万张显卡。

比如，一个 SuperPOD 架构（英伟达AI基础架构解决方案）需要 140 台 AI 服务器；1120 张 A100GPU；186 台交换机与 5760-8000 个光模块。

所以，一句话总结，算力需求正在指数级爆发，给光模块带来庞大的新增量。

因此，在二级市场上，光模块概念在今年 3 月份开始明显上扬，走出一波远超 5G 的急速行情。

*光模块概念股票中际旭创走势

不过，股票虽然水涨船高，但是光模块并不是什么高科技的东西。

光模块说白了，就是买来内核零部件和其他配件，比如光芯片，再通过工艺组装起来，实现完整功能。

好，终于聊到光芯片了。

光芯片，一般指光子芯片。

采用光波（电磁波）来作为信息传输或数据运算的载体，一般依托于集成光学或硅基光电子学中介质光波导来传输导模光信号，将光信号和电信号的调制、传输、解调等集成在同一块衬底或芯片上。

看似很复杂，老狐用一句话解释：

光芯片是实现光电信号转换的基础元器件，其性能决定了光通信系统的传输效率。

再举一个现实的例子大家就好理解了，我们的电脑若要连接网络，就需要安装光纤和“光猫”，而这其中就就要使用光芯片。

光芯片成本约占光模块总成本的 10-30%。

当前，国内厂商仅能对中低端光芯片实现国产化，如 2.5G 和 10G 光芯片，已经广泛运用于移动通信和数据中心市场。

虽然光芯片现在炒得很火热，包括光通信、光计算、光量子等，应用也广泛分布在工业、消费、汽车、医疗等领域。

但，它目前主要的应用场景仍然是光通信，也是其最核心的应用领域。

*光芯片在光通信系统中应用位置

不知道老狐有没有讲清楚。

虽然光芯片，我们目前还只能生产低端的，不过光模块我们现在处于领先地位。

因为，与光芯片制造不同，光模块虽然有技术学习周期，但整体还是拼成本、拼响应速度，迭代周期非常短，每 3-5 年迭代一次。

比如，2010 年开始试用 40G 新产品；

2016 年数据中心已逐渐用上 100G；

2022 年的市场主流产品是 200G、400G 光模块；

2023 年的主角已经突破到 800G 光模块。

灵活制造、快速反应恰恰是中国企业的优势，于是我们看到，2010 年时全球十大光模块厂商基本是以海外公司为主，而十年过去后，我国企业已几乎霸榜。

根据 2022 年全球光模块 TOP10 榜单显示，中国光模块厂商一共 7 家入围，海外仅剩 3 家在榜单上。

其中，旭创科技（排名并列第 1）、华为（排名第 4）、光迅科技（排名第 5）、海信宽带（排名第 6）、新易盛（排名第 7）、华工正源（排名第8）、索尔思光电（排名第 10，华西股份于 2020 年成为其控股股东）。

要注意，中国光模块公司能打入这份榜单，北美的大厂订单发挥重要力量。

正因为国外大厂正在进行激烈的大模型竞争，对光模块是刚需，贸然更换供应商会拖慢项目进程。

所以行业也普遍认为，如果美国对光模块制裁是伤敌一千自损八百的行为，短期对该行业进行制裁的可能性较低。

但是，我们需要注意到的是，虽然当前我国在光模块领域处于全球领先地位，但在光模块核心零部件光芯片领域却依赖进口。

数据显示，我国 2.5Gb/s 光通信芯片国产化率接近 50%，但 10Gb/s 及以上的光通信芯片国产化率却不超过 5%，非常依赖 Lumentum、Broad、三菱、住友等公司。

随着 AI 产业的爆发，属于光芯片的时代已经到来，但要想在光通信产业链完成全部国产化，老狐认为仍有一段很长的路要走。