先发优势来源于对光通信发展的新趋势的前瞻性，先于市场进行产品研究开发布局。以 中际旭创为例，公司 2016 年即开始对数据中心用 200G/400G 光模块进行开发，并在 2018 年率先行业推出首款 400G QSFP-DD FR 产品。待到 2022 年 400G 开始大规模 使用时，公司凭借先发优势（率先导入客户测试验证）取得了高比例的市场份额。

  芯片作为依赖于进口的光模块核心部件，影响公司制作端的产能利用率。芯片 和结构件占成本的比例比较高，在高端光器件中，芯片成本的占比甚至达到 50%。光 芯片产品从研发到商用要比较长时间的积累，由于光芯片与电芯片的特性差异，保 证产品良率对资本投入和工艺水平的要求很高，国内光器件企业的生产在某些特定的程度 上依赖于光芯片的进口。国际市场上 Finisar、Oclaro 等国外企业具备高端光芯片的 研发能力，毛利率保持比较高的水平，而国内具备光芯片量产能力的企业较少，主要 为光迅科技、源杰科技和长光华芯，高端芯片还依赖于进口。

  北美市场在全球数据中心及算力方面占据第一大份额，高性能高速率光模块的 应用全球领先。美国凭借在全球数据中心、算力方面的龙头地位，是光模块的主要 市场。高速率高性能光模块产品被最先应用于北美云厂商的业务中。因此深化北美 市场布局、进入北美云厂商供应链是光模块厂商获取市场主要份额的关键。

  无论是云计算市场还是通信网络市场，都呈现高集中度的竞争格局。2022 年全 球公有云市场 CR5 占比达 78%，2020 年全球通信网络设备市场 CR5 占比达 76.5%。 光模块厂商想要提高市场占有率就要掌握重点客户的资源，及时响应下游需求。

  AIGC 的运行以海量的数据参数为基础。以 ChatGPT 为例，其作为 AIGC 的代 表性分支，需要强大的模型和大数据支撑，才能在多个应用场景下生成高质量的内 容。OpenAI 在 2018 年推出的 GPT 参数量为 1.17 亿，预训练数据量约 5GB。2020 年推出的 GPT-3 参数量大幅度的提高至 1750 亿，预训练数据量高达 45TB。GPT-4 的体 系结构由 16 个不同的专家模型组成，每个模型都有 111B 个参数，总计约 1.76 万亿 个参数。海量的数据参数对应大规模的算力需求，进而带动以上百亿计的算力基础 设施投入。ChatGPT 的总算力消耗约为 3640PF-days（假如每秒计算一千万亿次，需 要计算 3640 天）。按 2023 年在宜昌落地的国家先进计算产业创新中心为参照物（算 力 500P 耗资 30.2 亿），若要支持 ChatGPT 的运行，需要 7-8 个这样数据中心支撑， 基础设施投入需以百亿计。

  光模块的应用场景大致上可以分为两大领域:4G/5G 无线网络、固定宽带 FTTX、传输与数通网络等为代表的电信领域;承载 AR/VR、人工智能、元宇宙等应用的数据中心领域。这两大应用场景的规模增速是影响光模块需求景气度的核心指标。

  数据中心作为数据存储和计算的中心，其在各个时期承载的基本功能有所差异自2000年以来全球数据中心先后从计算中心过渡到信息中心,再过渡至云计算中心目前正由云中心向算力中心演变。数据中心产业整体发展周期呈现出“四中心三拐点”的特征，在 AI算力的驱动下产业正迎来第三次上升拐点。

  云计算中心阶段，光模块速率经历了由 10G/25G 向40G/100G 的过渡。云数据中心不仅为客户提供管理服务，还提供计算和存储环境。其托管的不再是客户的设备，而是计算和带宽能力。2012-2019 年的云中心阶段，全球数据中心产业市场规模CAGR 为 17%，相比信息中心阶段增速会降低。这一阶段，光模块主流速率经历了由10G/25G 向40G/100G 的过渡，2012 年北美市场以 10G 为主。2014 年开始步入 40G，2016年100G 开始规模化应用。

  算力中心阶段，光模块速率开始向 400G/800G 过渡，目前已有不少龙头厂商开始研发 1.6T 系列。2019 年以来,数据中心产业开始步入算力中心阶段。AI、物联网、大数据等新数字技术的加速发展显著驱动了数据云存储及智能算力需求的增长2019-2022年 CAGR 约为 20%。2021 年光模块厂商下游客户开始对 800G 产品做验证测试，2022年实现批量应用。2023 年以来包括中际旭创在内的多家龙头厂商开始加码 1.6T 系列的研发。

  自 2020 年起，我国数据中心开始步入算力中心阶段，三大运营商资本开支由 5G 网络向算力网络倾斜。2022 年 ChatGPT 开启 AIGC 这一全新业态，推动 AI 发展 进入以多模态和大模型为特色的 AI2.0 时代，需求向“云计算大型、超大型 IDC+智 能计算本地化中型数据中心+边缘计算小微型 IDC”三级转变，规模化智算与行业智 算并行的需求特征显现。从资本支出的角度来看，三大运营商向互联网和算力网络 大幅倾斜。根据中国电信2023年资本支出预算，产业数字化占比将由2022年的29.3% 大幅度的提高至 38.4%。

  2021 年以来数据中心增长的逻辑主要在于算力需求的扩张。从国内来看，高新 技术、数字化转型、智能终端等多样化算力需求场景不断涌现，算力为数据中心增 长赋能。通用算力的数据中心占市场规模主体，智算及超算中心空间广阔。按照机 架规模统计，目前通用算力数据中心占比超过 90%。随着AI应用场景的丰富， 算力由基础算力向智算演化，算力由 1.0 时代向 2.0 过渡。算力 2.0 由新型数据中心 提供大规模数据处理和高性能算力。

  2019 年以来数据中心呈现出“东西向流量占比高”的特征，以及 “架构扁平 化”和“布局集群化”两个趋势。传统数据中心是为应用设计的，这些流量大 多是客户端与服务器之间的通信。而随着分布式计算、大数据兴起，这些应用会在 数据中心的服务器之间产生大量的流量。例如 Facebook 的 Hadoop 集群，将数据分 布在数据中心成百上千个服务器中，进行并行计算。

  在“东西向”流量占主导的背景下，数据中心网络架构自 2019 年以来向扁平化 发展。数据中心传统的三层网络架构包括接入层、汇聚层和核心层。东西流量分为 L2 和 L3，对于 L2 流量，如果源和目的主机都在同一个接入层交换机下，那就能 达到全速，因为接入交换机就能完成转发。但若需要跨机架，则一定要通过汇聚层 交换机进行转发，带宽取决于汇聚层交换机的转发速率。对于 L3 流量，必须经过核 心交换机完成转发，这不仅浪费了宝贵的核心交换机资源，多层转发也增加了延时。 因此当存在大量东西向流量时，三层架构下的传输效力受限于汇聚层和核心层交换 机的设备性能。

  叶脊网络对光模块的需求相对传统网络大幅度的提高，同时推动高速率产品在数据 中心中的应用。叶脊两层网络的优点是低延迟、扩展性好、带宽利用率高等，同 时也带来了更高的光模块用量。亚马逊、谷歌、微软、Facebook 等北美超大型数据 中心内部互连已从 2019-2020 年开始商用部署 400G 光模块，国内节奏相对滞后，于 2022 年实现 400G 的规模部署。

  “布局集群化”是数据中心的另一发展的新趋势，表现为大型及以上数据中心占比 的不断的提高。“布局集群化”体现为超大型数据中心迅速增加，市场主体推动数据中 心向核心区域布局，呈现由“中心向周边”“东部向西部”转移的部署趋势。我国超 大型数据中心数量从 2018 年的 34 个增长到 2021Q3 的 105 个，三年 CAGR 达 45%。 超大型数据中心机架占比从 2018 年的 37%增长到 2021Q3 的 41%，数据中心集群化 趋势明显。

  综上所述，在 AI、无人驾驶、物联网等智能算力应用场景的推动下，总体推断 2023-2025 年全球数据中心规模增速或保持上升的趋势。在网络流量一直增长、叶脊 架构大范围的应用的背景下，数通光模块需求增速预计进入上升通道；同时交换机之间 的设备交换容量不断的提高促进了高速率产品的规模化应用，数通产品平均单价呈现 上升趋势，综合导致了光模块产业进入量价齐升的周期。

  5G 网络建设以 2019 年为元年，2020 年进入高速增长期，预计至 2025 年左右 基站数量趋于稳定。2016 年开展 5G 技术试验和商用牌照发放前期研究。

  5G 网络建设对于智能化发展、提升社会生产效率具备极其重大意义，并带来数据流量的大幅度增长。5G 凭借大带宽、低延时等特征，丰富了人与物、物与物连接的应用场景，推进了无人驾驶、VR/AR、移动医疗、智慧城市的发展。5G 的三个应用场景主要是: eMBB(增强型移动带宽)、mMTC (海量机器类通信)和URLLC (超可靠低时延通信)，其中mMTC 和 URLLC 就是面向垂直行业与万物互联。5G 承载网从4G 的两级结构演化到三级结构，对光模块数量产生大规模需求。5G 提供的业务具有大带宽、低延时、海量连接的特征，从而对承载网提出了高精度时间同步、灵活组网、低延时等要求。在此背景下，5G 承载网衍生出前传、中传和回传网络三级结构，传统的基站 BBU重构为 CU+、DU两个逻辑网元，多出中传环节连接的新增光模块需求。2019 年建设的 5G 网络主要依托4G 网络进行非独立组网，BUU 还未分离成DU和CU,因此中传的光模块需求未正式打开。2020年进入5G 独立组网建设，CU和 DU 的分离打开了中传光模块的市场。

  除此之外 5G 频谱相对 4G 网络更高，造成基站密度大幅度的增加，由此提升了对光模块的速率和数量要求,要求的传输距离也慢慢变得远。4G 时代前传光模块主要是 6G、10GSFP+，80%的距离在 1.4km，20%在 10km; 4G 回传方面，链路型基站采用 GE光口接入，接入环带宽在 10G，汇聚、核心环带宽在 100G。5G 无线网侧的基站中AAU与DU之间的前传光模块将从 10G 升级到25G: 中传或以 50G PAM4 为主: 在承载网的回传需求中，城城网将从 10G/40G 升级到 100G，骨干网将从 100G 升级到400G。

  从光模块业务收入增速角度来看，其与数据中心规模增速、移动通信网络建设、 以及运营商资本开支具有相关性。数据中心建设速度、4G/5G 基站建设进度都影响 着光模块需求的增速。运营商资本开支增速体现了当年对通信网络、算力网络等通 信基础设施的投入力度，是反映行业景气度的核心指标。以中际旭创为例，光模块 业务收入在 2018 年同比大幅度的提高，主要源于当年 5G 网络建设开始大力推动，我国 大型数据中心也在加速落地。

  （本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）