識別風險，發現價值請務必閱讀末1/32通信行業更高速、更復雜的光通信系統。硅光技術成為后摩爾定律時代“MorePDK日漸成熟，硅光芯片廠商的設計與Fab廠封裝的磨合、硅光模塊廠商與下游客戶的磨合從量變引起質變，硅光芯片及硅光模塊的良26年繼續顯著增長，而上游以美、日為主的光在1.6T光模塊中硅光模塊的滲透率將顯著提升2）CPO共封裝技難題，未來應用空間廣闊。光電封裝理解深刻且具有相關技術儲備的傳統光模塊廠商2）的公司3）具備CW大功率激光器芯片量產能力的廠商4）光學50%37%24%12%-1%06/2408/2411/2401/2503/2506/25-14%通信滬深300請注意，韓東,李璟菲并非香港證券及期貨事務監察委員會的注冊持牌人，不可在香港從事受監管活動。長識別風險，發現價值請務必閱讀末2/32 5 5（二）硅光技術具有高集成、低成本、低功耗、高速率等優勢 8 （一）硅光模塊：降本降功耗的重要路徑 （二）CPO：共封裝光學，高算力高能效下的重要趨勢 （三）OCS：全光交換，更靈活、低成本的互聯新可能 20 22 25（一）硅光產業生態厚積薄發，技術奇點已至 25（二）EML光芯片較為短缺，硅光方案補 25（三）硅光模塊是AI/ML網絡演進過程中現階段TRADE-OFF后的相對優解，在 26 識別風險，發現價值請務必閱讀末3/32 5 6 6 7 7 7 20 20 21 21 21 21 22 23識別風險，發現價值請務必閱讀末4/32 23 24 24 27 27 27 28表1：可插拔光模塊、LPO、CPO方案優缺點比較....識別風險，發現價值請務必閱讀末5/32一、硅光：“MorethanMoore”新引擎，突破高性能計算的銅質瓶頸等優勢，已成為各種光子集成平臺中最具量產前景的片上光子信號部能源驅動，可以分為無源和有源兩類3）根據信號流的流向，硅光器件可以分到硅光芯片通過光電效應轉換為光信號發射到電路板上的超細光纖，到另一芯片后數據來源：JianWang等《On-chipsiliconphot心AI/ML發展推動光模塊向T比特時代演進，迭代周期縮短至2年。回顧光通信網絡升識別風險，發現價值請務必閱讀末6/32光模塊也以大致每四年一代的速度升級。而光模塊作為整個數據中心網絡架構的流 3月，Tomahawk5(戰斧5)系列批量出貨。根據Yole的數據顯塊正式放量，2024年全年800G需求相較2023年需求數倍增長。 X800以太網絡。作為全球首批高達800Gb/s端到端吞吐量的網絡平臺，帶動光通信網絡架構加速升級。AI算力需求高速增長下，AI訓練和推理對高帶寬、低延遲的需數據來源：Intel《HighVolumeSiliconPI/OandotherNextGenerationApplications》，廣發證2f->8f->16f->32f2）提高調制速率（單通道50G->100G->200G3）增導體隨速率提高，信號失真、噪聲等問題變得更加復雜，需要更復雜的調制技術；同時無源波導損耗較大限制大規模集成，且因為材料本身屬性問題只可適應特定波識別風險，發現價值請務必閱讀末7/32功耗則在12W到16W之間。Dell'OroGrou過交換機系統功率的50%。隨著云服務提供商構建其下一代AI網絡并繼續推動更高的極數據來源：Cisco《800GClientO力等優勢，在摩爾定律逐漸失效、傳統電芯片傳輸速率提升遇到瓶頸時，能夠適應代“MoreThanMoore”的重要途徑數據來源：知網，張新全等《信息光電子“微電子化”技數據來源：知網，李德釗等《硅基光電子在通信中識別風險，發現價值請務必閱讀末8/32核心電子元件和光學器件集成至一個獨立的微芯片當中，器件數量減少，同時集成度顯著提升。（2）低成本：硅光方案相比于傳統可插拔光模塊方案，在材料成本、使得各組件之間的距離更近，有效提升了傳輸速率和密度，降低了功耗；同時相較光芯片將光學與電子元件組合至一個獨立的微芯片中，其中電子元件組合在CMOS耦合器、波分復用等無源光器件。案是混合集成和單片集成。混合集成指將硅芯片和其他材料光學組件組合在同一襯底之上，即將電子元件和光學器件集成在一個硅芯片上。該情形下，硅芯片負責電混合集成工藝較為成熟，同時可以實現有源器件和無源器件較為靈活的組合，應用程度更廣；單片集成方案在集成度和功耗上都有較大優勢，但技術難度較高。襯底相對于三五族化合物有成本優勢。傳統光芯片通常采用三五族化合物磷化銦和砷化鎵作為襯底材料，這類化合物材料具有高頻、高低溫性能好等優點，但相對于8*100EML或8*100VCSEL方案。而目前主流的硅光方案則采用外置CW光源方案，低了封裝及人力成本。相較于傳統方案，各組件之間的距離更近，有效提升了傳輸速率和密度，降低了工作功耗。另一方面，傳統可插拔光模塊升級途徑主要通過提升單路速率和增加并行通道數，兩種方案均會較大程度提升光模塊功耗，若后續向3.2T或更高帶寬升級，識別風險，發現價值請務必閱讀末9/32置光源代替傳統方案中的光芯片，有效地減少了多通道高速率的工作功耗，同時其外調制方案進一步實現高速率、提升信號傳輸質量。一方面，云計算和求加速增長，對芯片間數據交換的要求越來越強。光信號相較于電信號，具有低損為信息載體，無需擔心電阻增大導致的能耗增加以及導線串擾變對芯片高頻性能的前主流的硅調制器采用外調制方案，相較于直接調制，信號傳輸質量更好，信號傳識別風險，發現價值請務必閱讀末10/32二、從光子集成邁向光電融合星辰大海收發器中有90%以上用于IB網絡和以太網連接，谷歌是唯一一家在其生產AI集群中使用光收發器進行TPU之間核心間互連的公司。Nvidia正在其研究集群中測試與數據來源：Intel《HighVolumeSiliconPhotonicsforOpticalI/Oand心識別風險，發現價值請務必閱讀末11/32 數據來源：Mravell《SiliconPhotonicsComesofAge》，Intel《HighGenerationApplications》，熹聯光芯，上倒裝焊集成、片上異質鍵合集成和片上直接外延生長集成。當前硅識別風險，發現價值請務必閱讀末12/32數據來源：光纖在線，羲禾科技，廣發證券發展研TIA跨阻放大器、驅動器、CDR時鐘恢復單元及為Intel包含CMOS電路、有源及無源光器件、光源的光電單片集成芯片，采用3D封傳統光模塊：主要由光源、調制器、光纖/波要依次封裝電芯片、光芯片、透鏡、對準組件、光纖端面等器件，最終實現將調制器、接收器以及無源光學器件等高度集成1。識別風險，發現價值請務必閱讀末13/32合 高環境適應性的優點，同時又通過硅光芯片的高集成及硅基的物理特性，實現了低更近，有效提升了傳輸速率和密度，降低了工作功耗；2）外置大功識別風險，發現價值請務必閱讀末14/32目前被更多硅光技術研發公司采用，用外置光源代替傳統方案中的光芯片，有效地一個傳統分立式光模塊需要8顆單通道速率200G的EML光芯片才能實現一個1.6T光運行。集成的硅光子模塊也更加可靠和可擴展。識別風險，發現價值請務必閱讀末15/32華為在《數據中心2030》中提出，光接口依賴于SerDes技術熱量，顯著降低信號延遲，提高帶寬密度并改善信號完整性。CPO可以帶來顯著降識別風險，發現價值請務必閱讀末16/32數據來源：NearMargalit《Perspectiveonthefutureofsi介層的金屬實現PIC與EIC的互聯，中介層與封裝基板或PCB板相連。2.5D封裝是（3）3D封裝：通過硅穿孔（TSV）、凸點（Bumping）、重布線（RDL）等先進識別風險，發現價值請務必閱讀末17/32的半導體封裝技術，將PIC直接作為中介層，識別風險，發現價值請務必閱讀末18/324.MPO連接器：用于普通光纖SMF與保偏光纖PMF的連接，高芯數的MPO（如16需要解決這些光纖在交換機空間內部布線的問題，所以在光引擎及前端面，通過光擎對光的偏振狀態非常敏感，需要光源保持激光偏振態。保偏光纖可以使光在光纖博通CPO技術及產品領先，能夠顯著降低集群功耗。博通推出業界首個51.2TbpsCPO交換產品Bailly，采用2.5D封裝方案，該產品包含8個6.4TBailly硅光引擎（(64x100GbpsFR4)）和To識別風險，發現價值請務必閱讀末19/32于傳統可插拔光模塊的方案，使用CPO方案的功耗由16.2kw降低至7.1kw，讓一個由3降低至366kw。28.9%的強勁復合年增長率增長。CPO網絡交換機預計將主導收入產生，每臺交換機可能包含多達16個CPOPIC。人工智能系統的光互連將占市應用。識別風險，發現價值請務必閱讀末20/32在光層面對信號進行快速、靈活的路由和切換，使服務器端口實現直接光學互連，平滑過渡2）OCS可在物理層實現可重構，適配不同訓練任務的需求，可靠性3）高精度低損耗、高性能低時延4）節省硬件成本。根據凌云光光纖器件與儀器事業部解決方案總監張華博士在2024中國光網絡研討會（2）以谷歌為代表的MEMS技術：谷歌在其TPUv4和TPUv5網絡中采用了OCS技術，通過拓撲結構的重構提高性能和可用性。谷歌TPUv4網絡架構的拓撲結構是由4096個TPUV4芯片組成。谷歌的TPUv4拓撲結構是一個3DTorus的環面。由4*4*4的TPUv4芯片互聯在一起，形成一個立方體識別風險，發現價值請務必閱讀末21/32數據來源：NormanP.JouppReconfigurableSupercomputerforMac數據來源：NormanP.JouppReconfigurableSupercomputerforMac驅動區域，用于在兩個方向上旋轉反射鏡，通過控制反射鏡的位置來調解光路，從根據谷歌的論文，其OCS配套使用的光模塊核心包含了DSP電芯片和EML光芯片，從而實現每條光纖和每個OCS端口的全雙工通信，這將使心心識別風險，發現價值請務必閱讀末22/32時、低功耗的直接通信與數據傳輸。隨著高密度算力下能耗、拓展、成本等問題，互聯，所以仍然存較大的功耗問題。隨著未來技術的發展，可以將計算芯片和光模塊靠近，或者直接共封裝在一個封裝體內，有效提升帶寬、能耗迅速、計算機運算速度提升，計算芯片間的通訊成為計算機運算速度的關鍵。英特與數據傳輸。受益于銅連接的技術成熟度和低成本等優勢，目前階段銅連接仍然是GPU互連的高性價比方案。但隨著數據處理需求的增加，傳統銅連接的帶寬可能無會出現信號衰減，導致數據丟失或錯誤；隨著GPU集群規模擴大，布線空間可能會識別風險，發現價值請務必閱讀末23/32片間互聯環節的光互連成為趨勢，同時在體積的限制下，硅光子成為重要的解決方根據AyarLabs的推測，OpticalI/O的帶寬可達傳統銅連接的），而引入數十納秒的額外延遲，而OpticaI/O消耗約6-10pJ/b的能量。AyarLabs的光學I/O解決方案消耗不到5pJ/b。發了業界首款封裝內光學I/O解決方案，用于替代電氣I/O，該解決方案基于標準、商業化且針對AI訓練和推理進行了優化。光學I/O可讓客戶最大限度地提高其AI基礎設施的計算效率和性能，同時降低成本和功耗，從而大幅提高AI應用的盈利能力指標。AyarLabs將內封裝光學I/O芯片TeraPHY與多波長光源SuperNova相結合，TeraPHY芯片將硅光子學與標準CMOS制造工藝相結合，打破了半導體和計算行業低了10倍。2024年12月，根據金融界新聞，AyarLabs表示完成最新一輪融資籌集識別風險，發現價值請務必閱讀末24/32識別風險，發現價值請務必閱讀末25/32硅光技術基于1985年左右提出的波導理論，2005-2006年前后開始逐步從理論向產隨著技術的成熟與發展，硅光技術與工藝迎來技術奇點。從供給源、調制器芯片也均有配套；硅光測試設備產業鏈也成熟完善。近幾年，隨著 光模塊需求較23年增長數倍，25年下一代網絡架構的推出帶動1.6T光模塊進入放量顯著增長。我們判斷主要需求來自于：交換機以及與之配套的800G光模塊將共同構建用于訓推一體的AI數據中心（2）隨AI發展進入toC/toB推理需求快速 片EML和VCSEL先后出現一定程度的供應緊張。24年400G和800G兩款產品的需求持續上量帶動100GEML需求偏緊；而25年國內外800G需求同比（2）供給側：100GEML光芯片國產化 識別風險，發現價值請務必閱讀末26/32來，光模塊交付受到上游光芯片缺貨的影響，尤以應用波100GEML或100GVCSEL供給會更為緊張。多家光模塊公司逐季度增加 高低高低低高好好好好好數據來源：中國科學院半導體研究所，通信百科，廣發證券發展研），識別風險，發現價值請務必閱讀末27/32挑戰。2024年3月，十二家行業領先的網絡、半導體和光學），統，這對廣泛的行業采用至關重要。我們認為，LPO優勢顯著，隨著LPO技術及標而，在2027年，CPO端口將占總800G和1.6T端口的近30%。心