摘要
【光学“黑科技”:趋势与创新】
为何“黑科技”将成为趋势?随着未来 AI 在各行业的广泛应用,算力的指数级增长成为必然,配套设备如果单靠增加硬件堆叠,例如继续堆叠芯片或服务器 / 堆叠光模块或者交换机,会面临物理限制、能耗增加等挑战,无法持续支撑算力大规模增长,因此新的技术突破势在必行,计算架构、芯片技术、算法优化、通信连接等方面均需要新技术创新来突破当前的瓶颈。在 AI 催化下,数据中心通信速率的高速迭代,硅光、CPO、OIO 等技术,都是提高集成度,降低光通信的功耗与成本。
光学“黑科技”已经初具雏形,未来落地速度或超市场预期:
硅光:将光通信与硅芯片结合在一起,通过在硅基片上集成光信号实现高速数据传输,具备高带宽、低延迟的特点,适合数据中心和 AI 应用的高传输需求,同时硅的工艺成熟(集成电路上大规模使用),硅材料价格便宜,集成度高,具备潜在的低成本优势,硅光模块正逐步实现商用,已有 100G、400G、800G 等产品应用于数据中心和电信网络,未来随着技术进一步成熟,硅光有望成为主流的数据传输技术。
CPO:是一种在数据中心光互连领域应用的光电共封装方案。CPO 方案通过将光模块与交换芯片进行共封装,可以降低成本和功耗,长期来看 CPO 是实现高集成度、低功耗、低成本、小体积的最优封装方案之一。
OIO:即 Optical I/O,是将光引擎直接封装至 GPU 上的技术路线,从数据中心光通信的演进来看,从当下的可插拔光模块、到集成度更高的硅光模块、再到集交换机与光模块一体的 CPO 交换机。
光交换 OCS:为解决传统电交换机功耗较高、存在一定通信延迟、通信协议异构、需要频繁升级换代的问题,谷歌应用了光路交换(Optical Circuit Switching,OCS)技术,OCS 颠覆了传统电交换机的原理,服务器发出来的数据包无需经过光电转换,也就是无需“换乘交通工具”,极大降低了数据传输的延迟。
光计算互联 OCI:使用光信号进行芯片或系统之间数据传输的方案,具有低延迟、高带宽、低功耗的优点,解决了传统电互连的传输和能效瓶颈,适用于数据中心和高性能计算等对算力密度要求高的场景。
铌酸锂:薄膜铌酸锂的工艺下,调制器长度短,信号衰减少,可以做高带宽。但是薄膜工艺复杂,产业成熟度尚低。
片上光网络:是在芯片内部使用光信号传输数据的技术结构,集成了光波导和光检测器,实现高速、低延迟的模块间通信,相比电信号互连更高效,尤其适合多核处理和高性能计算应用,是未来芯片架构发展的重要方向。
【国产新动力:加速落地】
国产算力的快速发展和崛起,正成为推动数通产业链发展的重要力量。首先,从算力需求的角度来看,全球 AI 算力需求呈现出爆炸式增长,尤其是 AI 算力需求的激增,成为推动服务器市场高速增长的重要因素。国内算力总规模已经达到了 246EFLOPS,并计划在 2025 年前提升至 300EFLOPS,其中 35% 将应用于 AI。
对于数通产业链而言,国产算力的增长带来了更多发展机会。在光模块领域,国内企业如光迅科技、华工科技等在第三季度的业绩显著提升,国内 AI 算力市场正在快速崛起。光模块市场竞争相对集中,中国企业在技术研发和市场占有率上已经可以与国际企业并驾齐驱,光模块已经成为中国的优势产业,随着市场需求向更高速率产品转移,高端光芯片市场的国产替代空间较大,进一步为国内厂商提供发展机遇。
在 IDC 领域,伴随政策的支持和国产算力芯片的成熟,智算中心加速建设。智能算力在中国整体算力结构中占据主要比例,预计算力网络的建设和发展将进一步推动智能算力的增长,第三方托管 IDC 公司如润泽科技等有望进一步受益于国产化进程。
交换机市场景气度也伴随国产算力加速而提升,国内厂商如华为、新华三等相继发布数据中心交换机新品,提供高性能计算、智能计算和存储融合承载的能力,满足智算网络的需求;盛科通信等高端交换机芯片公司有望进一步受益于国产替代进程。
综上所述,国产算力的快速发展和崛起,不仅推动了光模块、IDC、交换机等产业的景气度提升,也为数通产业链带来了更多的发展机会,建议重视相关标的。
建议关注:
算力——
光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁。铜链接:沃尔核材、精达股份。算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪。液冷:英维克、申菱环境、高澜股份。边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。卫星通信:中国卫通、中国卫星、震有科技、华力创通、电科芯片、海格通信。
数据要素——
运营商:中国电信、中国移动、中国联通。数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。
风险提示:AI 发展不及预期,算力需求不及预期,市场竞争风险。
1.投资策略:光学“黑科技”与国产新动力
本周建议关注:
算力——
光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁。
铜链接:沃尔核材、精达股份。
算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪。
液冷:英维克、申菱环境、高澜股份。
边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。
卫星通信:中国卫通、中国卫星、震有科技、华力创通、电科芯片、海格通信。
数据要素——
运营商:中国电信、中国移动、中国联通。
数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。
本周观点变化:
本周海外算力股大涨,英伟达本周股价上涨 9.03%,周三涨幅达到 4.07%,亚马逊本周上涨 5.18%,谷歌上涨 4.12%,Meta 上涨 3.91%,微软上涨 2.97%。主要原因为特朗普当选后,投资者普遍对减税和放松监管持乐观态度,且特朗普对美国能源开采方面松绑监管的主张被视为对 AI 发展的利好政策。大选结果出炉后,英伟达市值周四收盘时达到 3.65 万亿美元,超过苹果 10 月 21 日创下的 3.57 万亿美元市值记录,成为全球市值最高的公司。同时受本次美国大选结果影响,特斯拉股价周三大涨 14.75%,本周涨幅达到 29.01%。国内方面,历经美国大选、美联储降息等一系列不确定因素落地,A 股强势上涨,上证指数本周涨幅达 4.29%,科创 50 本周上涨 7.43%。长期来看,国产算力快速发展和崛起,不仅推动了光模块、IDC、交换机等产业的景气度提升,也为数通产业链带来了更多的发展机会,建议重视相关标的。
2.行情回顾:通信板块上涨,区块链表现最优
本周(2024 年 11 月 4 日 -2024 年 11 月 8 日)上证综指收于 3452.30 点。各行情指标从好到坏依次为:创业板综>万得全 A( 除金融,石油石化 )> 万得全 A >中小板综>上证综指>沪深 300。通信板块上涨,表现优于上证综指。
从细分行业指数看,区块链、卫星通信导航、移动互联、物联网、云计算分别上涨 20.9%、19.7%、11.7%、11.1%、10.4%,表现优于通信行业平均水平;通信设备、量子通信、光通信分别上涨 7.5%、5.9%、5.4%,表现劣于通信行业平均水平,运营商下跌 0.3%。
本周,受益信创概念,赢时胜涨 77%,领涨版块。受益机器人概念,春兴精工上涨 40.882%;受益 RSC 概念,天利科技上涨 33.621%;受益天基互联概念,振芯科技上涨 33.455%;受益毫米波概念,硕贝德上涨 30.737%。
3.周专题:光学“黑科技”与国产新动力
【光学“黑科技”:趋势与创新】
为何“黑科技”将成为趋势?随着未来 AI 在各行业的广泛应用,算力的指数级增长成为必然,配套设备如果单靠增加硬件堆叠,例如继续堆叠芯片或服务器 / 堆叠光模块或者交换机,会面临物理限制、能耗增加等挑战,无法持续支撑算力大规模增长,因此新的技术突破势在必行,计算架构、芯片技术、算法优化、通信连接等方面均需要新技术创新来突破当前的瓶颈。在 AI 催化下,数据中心通信速率的高速迭代,硅光、CPO、OIO 等技术,都是提高集成度,降低光通信的功耗与成本
光学“黑科技”已经初具雏形,未来落地速度或超市场预期:
硅光:将光通信与硅芯片结合在一起,通过在硅基片上集成光信号实现高速数据传输,具备高带宽、低延迟的特点,适合数据中心和 AI 应用的高传输需求,同时硅的工艺成熟(集成电路上大规模使用),硅材料价格便宜,集成度高,具备潜在的低成本优势,硅光模块正逐步实现商用,已有 100G、400G、800G 等产品应用于数据中心和电信网络,未来随着技术进一步成熟,硅光有望成为主流的数据传输技术。
CPO:是一种在数据中心光互连领域应用的光电共封装方案。CPO 方案通过将光模块与交换芯片进行共封装,可以降低成本和功耗,长期来看 CPO 是实现高集成度、低功耗、低成本、小体积的最优封装方案之一。
OIO:即 Optical I/O,是将光引擎直接封装至 GPU 上的技术路线,从数据中心光通信的演进来看,从当下的可插拔光模块、到集成度更高的硅光模块、再到集交换机与光模块一体的 CPO 交换机。
光交换 OCS:为解决传统电交换机功耗较高、存在一定通信延迟、通信协议异构、需要频繁升级换代的问题,谷歌应用了光路交换(Optical Circuit Switching,OCS)技术,OCS 颠覆了传统电交换机的原理,服务器发出来的数据包无需经过光电转换,也就是无需“换乘交通工具”,极大降低了数据传输的延迟。
光计算互联 OCI:使用光信号进行芯片或系统之间数据传输的方案,具有低延迟、高带宽、低功耗的优点,解决了传统电互连的传输和能效瓶颈,适用于数据中心和高性能计算等对算力密度要求高的场景。
铌酸锂:薄膜铌酸锂的工艺下,调制器长度短,信号衰减少,可以做高带宽。但是薄膜工艺复杂,产业成熟度尚低。
片上光网络:是在芯片内部使用光信号传输数据的技术结构,集成了光波导和光检测器,实现高速、低延迟的模块间通信,相比电信号互连更高效,尤其适合多核处理和高性能计算应用,是未来芯片架构发展的重要方向。
【国产新动力:加速落地】
国产算力的快速发展和崛起,正成为推动数通产业链发展的重要力量。首先,从算力需求的角度来看,全球 AI 算力需求呈现出爆炸式增长,尤其是 AI 算力需求的激增,成为推动服务器市场高速增长的重要因素。国内算力总规模已经达到了 246EFLOPS,并计划在 2025 年前提升至 300EFLOPS,其中 35% 将应用于 AI。
对于数通产业链而言,国产算力的增长带来了更多发展机会。在光模块领域,国内企业如光迅科技、华工科技等在第三季度的业绩显著提升,国内 AI 算力市场正在快速崛起。光模块市场竞争相对集中,中国企业在技术研发和市场占有率上已经可以与国际企业并驾齐驱,光模块已经成为中国的优势产业,随着市场需求向更高速率产品转移,高端光芯片市场的国产替代空间较大,进一步为国内厂商提供发展机遇。
在 IDC 领域,伴随政策的支持和国产算力芯片的成熟,智算中心加速建设。智能算力在中国整体算力结构中占据主要比例,预计算力网络的建设和发展将进一步推动智能算力的增长,第三方托管 IDC 公司如润泽科技等有望进一步受益于国产化进程。
交换机市场景气度也伴随国产算力加速而提升,国内厂商如华为、新华三等相继发布数据中心交换机新品,提供高性能计算、智能计算和存储融合承载的能力,满足智算网络的需求;盛科通信等高端交换机芯片公司有望进一步受益于国产替代进程。
综上所述,国产算力的快速发展和崛起,不仅推动了光模块、IDC、交换机等产业的景气度提升,也为数通产业链带来了更多的发展机会,建议重视相关标的。
4.美科技巨头斥资超 2000 亿美元追逐 AI 热潮
据 C114 报道,四大互联网和软件公司——亚马逊、微软、Meta Platform 和 Alphabet——2024 年的资本支出总额将远远超过 2000 亿美元,对于这些公司来说,这是一个创纪录的数字。两家公司的高管本周都对投资者表示,明年他们将继续支出,甚至会增加。
Meta 公司 CEO 马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)承诺,将加大对 AI 语言模型和其他未来项目的投资,他现在将这些项目视为公司未来的核心。Meta 今年的资本支出可能高达 400 亿美元。与此同时,Alphabet 的资本支出预算高于华尔街预期,其首席财务官 Anat Ashkenazi 预计 2025 年将“大幅”增长。
苹果公司也誓要投资 AI,推出了 Apple Intelligence 服务,比如功能更强大的 Siri。但本季度相对疲软的财务业绩并没有因其新的 AI 产品而有所改善,因为这些产品大多尚未问世。
对于微软来说,其季度业绩表现不佳并不是因为客户没有排队为其云和 AI 产品买单,而是因为该公司无法足够快地满足需求。微软 CEO 萨提亚·纳德拉(Satya Nadella)对投资者说:“这种需求出现得非常快。”他补充说,数据中心“不会在一夜之间建成”。微软在该季度花费 149 亿美元,比去年同期增长 50%,这一数额超过该公司在 2020 年之前的单年财产和设备支出。微软首席财务官 Amy Hood 告诉投资者,微软将努力使其数据中心供应问题处于“更加平衡的状态”。
分析师普遍乐观地认为,微软的数据中心供应难题最终将得到解决。摩根大通(JPMorgan)分析师在财报发布后的一份报告中写道,这一问题将“适度”限制微软的云业务,但该公司的投资,尤其是其在 OpenAI 的巨额股份,正在“播下长期成功的种子”。
华尔街对支出失控的担忧并没有消失。近期,Meta 报告 Reality Labs 经营亏损 44 亿美元,该部门生产的增强现实头盔和其他小工具远未取得商业成功。该公司还花费巨资制造 Llama 模型,旨在与谷歌和 OpenAI 竞争。
在 Meta 财报电话会议上,扎克伯格认为这些 AI 投资正在改善公司在 Facebook 和 Instagram 上销售广告的主要业务。但 Emarketer 首席分析师 Jasmine Enberg 表示,投资者对广告业务的任何疲软迹象都会感到紧张,因为他们在继续等待 Meta 更大的 AI 赌注的回报。
5.Dell'Oro 预测:大规模 AI 集群推动相干光收发器出货量进一步增长
据 C114 报道,市场研究公司 Dell'Oro Group 最新报告预测,相干光收发器出货量将在未来五年内以两位数的复合年增长率(CAGR)增长,累计出货量将超过 500 万。此外,供应商在更小、更节能的相干收发器方面的进步,正在迅速扩大其平台兼容性和应用多样性。Dell'Oro Group 现在预测,未来五年,近一半的相干收发器将在路由器和以太网交换机上出货。
Dell'Oro Group 以太网交换机市场研究副总裁 Sameh Boujelbene 表示:“眼下 Hyperscaler 构建的大型 AI 集群已有接近 10 万个加速器,预计在不久的将来将达到 100 万个。由于每个数据中心的功率容量有限,而且这些加速器的功耗很高,AI 集群越来越多地分布在多个数据中心。这种转变凸显了有效连接这些数据中心的数据中心互连技术的重要性。”
这份相干光学报告的其他重点内容包括:1、Dell'Oro Group 大幅上调了光收发器出货量预测,以反映 ZR 可插拔光器件的采用速度快于预期,以及大型 AI 集群推动的对 Hyperscaler 主干网带宽需求的增加。2、Dell'Oro Group 上调了对 1600ZR 的预测,下调了对 800ZR 的预测,反映了对数据中心更高速度的需求不断增长,以支持 AI/ML 计算集群。3、在整个预测期内,部署在路由器和交换机平台上的相干光器件将占收发器出货量年增长的 50% 以上。Dell'Oro Group 预计,到 2028 年,它们将占收发器总量的 45% 以上。4、随着更高发射功率收发器的推出,对 ZR+ 光器件的需求正在上升。Dell'Oro Group 预测,ZR+ 光器件的出货量将以 70% 的五年复合年增长率增长。
6.贝索斯、OpenAI 等资本方以 24 亿美元估值投资机器人初创公司 Physical Intelligence
据 C114 报道,美国机器人初创公司 Physical Intelligence 宣布已融资 4 亿美元(IT 之家备注:当前约 28.74 亿元人民币),融资后估值为 24 亿美元(当前约 172.44 亿元人民币)。
Physical Intelligence 发言人表示,投资者包括亚马逊创始人杰夫 贝索斯、OpenAI、Thrive Capital、Lux Capital、Bond Capital 。科斯拉风投和红杉资本也在官网上被列为投资者。Physical Intelligence 的新估值约为 3 月种子轮的六倍,据报道,当时融资额为 7000 万美元,估值为 4 亿美元。
该公司在一篇博客文章中写道,该公司在过去 8 个月里开发了一种用于机器人的“通用”人工智能模型。Physical Intelligence 希望该模型将成为其最终目标 —— 开发通用人工智能 (AGI) 的第一步。AGI 是指在广泛任务上等于或超越人类智力的 AI 技术。
7.苹果深耕 AI 领域,拟联手富士康在中国台湾生产 AI 服务器
据 C114 报道,苹果正与富士康讨论在中国台湾地区生产 AI 服务器,旨在增强 Apple Intelligence 设备(如 iPhone 16 系列)的云端算力并抓住生成式 AI 浪潮。
富士康主要以苹果 iPhone 代工厂而闻名,但其实这家公司同时也在生产 Nvidia 的 AI 服务器,甚至计划在墨西哥建造全球最大的 GB200 芯片制造工厂。
苹果打算为这些 AI 服务器使用自研芯片,主要场景是内部使用,因此与 Nvidia 订单相比生产量较小。为了增强其 AI 服务器能力,苹果还打算与联想及其他较小的供应商进行合作,以协助服务器设计和生产工作。
8.GPT-4o mini 的 6.7/8.3 倍,Claude 3.5 Haiku AI 模型每百万 tokens 输入 1 美元 / 输出 5 美元
据 C114 报道,Anthropic 11 月 4 日发布博文,宣布开发者可以通过第一方 API、Amazon Bedrock 和 Google Cloud 的 Vertex AI,调用 Claude 3.5 Haiku 模型。
Claude 3.5 Haiku 对标的是 OpenAI 的 GPT-4o Mini 和谷歌的 Gemini 1.5 Flash,在多项 AI 基准测试中超越了 Anthropic 上一代中最大的模型 Claude 3 Opus。Anthropic 表示目前 Claude 3.5 Haiku 模型仅上线文本模态,未来将支持图像输入。
不过最令开发者感到惊讶的是产品 API 定价,每百万 tokens 输入售价为 1 美元、每百万 tokens 输出售价为 5 美元,通过提示词缓存可节省最多 90% 的成本,通过 Message Batches API 可节省 50% 的成本。
谷歌的 Gemini 1.5 Flash 模型在提示词小于 12.8 万个 token 情况下,每百万 tokens 输入售价为 0.075 美元、每百万 tokens 输出售价为 0.3 美元;超出 12.8 万个 tokens 情况下,每百万 tokens 输入售价为 0.15 美元、每百万 tokens 输出售价为 0.6 美元。
9.Apple Intelligence 服务器要脱胎换骨,苹果正酝酿 M4 系列芯片升级
据 C114 报道,《日经亚洲》本周三报告称,苹果公司正和富士康展开洽谈,希望明年升级其云计算机,采用新一代 M4 系列芯片,用于提升处理 Apple Intelligence 请求的能力。苹果目前的云计算机使用 M2 Ultra 芯片,专门处理与 Apple Intelligence 相关的请求。而未来的 PCC(私有云计算)模块将搭载 M4 芯片,预计将显著提升 AI 任务的处理能力。
10.苹果发布 iOS 18.2 首个公测版:Siri 接入 ChatGPT、iPhone 16 拍照按钮有用了
据 C114 报道,11 月 7 日凌晨,苹果正式发布了 iOS 18.2 首个公测版,并更多 AI 功能大批量推送给用户。其中最重要的更新是 Siri 接入 ChatGPT,用户不必创建账户就可以免费使用 ChatGPT,Siri 将利用 ChatGPT 的专业知识回答用户问题,并在查询之前征求用户许可。
苹果表示,苹果在调用 ChatGPT 时非常注重保护用户隐私,会隐藏用户 IP,并承诺苹果与 OpenAI 都不会保存用户的 ChatGPT 请求记录。
同时,苹果发布了 Visual Intelligence(视觉智能)功能,这被认为是 iPhone 16 系列拍照按钮最重要的作用。iPhone 16 系列升级之后,可以对准任何物体,长按进行识别,可以获得有关信息,比如面对餐厅时就会自动呈现评论等,面向某一物体则会展示介绍等等。
11.Counterpoint:2024 年 Q3 全球智能手机出货量同比增长 2%,收入和平均售价创下第三季度历史新高
据 C114 报道,市场调研机构 Counterpoint Research 今日发布全球第三季度市场监测智能手机追踪报告,2024 年第三季度全球智能手机出货量同比增长 2%,出货量达到 3.07 亿部。
报告称,这是全球智能手机市场连续第四个季度增长。虽然智能手机市场在过去几个季度实现了强劲的同比增长,但主要原因是宏观经济状况和消费者需求的复苏。
从全球最大的几个市场来看:美国出货量同比下降,因为创纪录的低换机率持续影响市场。印度的手机品牌厂商比平时稍早开始在各销售渠道为节日季铺货,助推了同比增长。随着经济和消费者需求持续改善,中国第三季度的出货量也出现同比增长,其中华为的复苏是一个推动因素。
2024 年第三季度,全球智能手机收入同比增长 10%,平均售价增长 7%。收入和平均售价均创下历史新高。1、三星在出货量方面继续领跑市场,占据 19% 的销量份额。2、苹果在智能手机营收方面领跑市场,占据 43% 的份额,并创下了第三季度收入、出货量和平均售价历史最高纪录。3、小米位居第三,收入增长超过出货量增长比例。4、OPPO 位居第四。5、vivo 在前五大手机品牌厂商中同比增长最快。
针对苹果的表现,Counterpoint 研究总监 Jeff Fieldhack 表示:“苹果在第三季度的成功主要是由于 iPhone 16 系列的推出时间较早,且产品组合更新越来越倾向于 Pro 版本,以及针对非核心市场的持续扩张。尽管如此,仍应保持谨慎,iPhone16 系列在各个地区的表现好坏参半,与 15 系列相比,16 在美国等主要市场的销量出现同比下降。但三到四年前 iOS 设备的庞大用户基数可能会帮助维持 iPhone 16 在未来几个季度的的稳定销量,尤其是随着 Apple Intelligence 功能的不断推出。”
十二、风险提示
AI 发展不及预期,算力需求不及预期,市场竞争风险。
本文节选自国盛证券研究所已于 2024 年 11 月 9 日发布的报告《国盛通信丨光学“黑科技”与国产新动力》,具体内容请详见相关报告。
【免责声明】市场有风险,投资需谨慎。本文不构成投资建议,用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资,责任自负。