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通信行業專題報告:800G光模塊,AI算力底座
作者 | 未來智(zhi)庫2023-06-07

1、800G 時代已來,高景氣周期開啟

1.1、光模塊:由產品升級驅動的周期成長性行業

光模塊是光纖通信中的核心組成部分,實現光信號傳輸過程中光電轉換和電光轉 換功能。光模塊工作在 OSI 模型的物理層,主要由光電子器件(光發射器、光接 收器)、功能電路和光接口等部分組成,主要作用是實現光纖通信中的光電轉換和 電光轉換功能。光芯片是(shi)光(guang)(guang)模(mo)塊的(de)(de)核心元件,基于激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)受(shou)激(ji)輻(fu)射原理完成(cheng)光(guang)(guang)電 轉(zhuan)換(huan)功能(neng):處于基態(穩(wen)態)的(de)(de)原子(zi)在外來(lai)輻(fu)射光(guang)(guang)(由電/光(guang)(guang)泵浦源產生(sheng))作用下(xia) 先受(shou)激(ji)吸收躍(yue)遷到(dao)高能(neng)級(不(bu)穩(wen)態),再通(tong)過合適的(de)(de)能(neng)級系統(tong)形成(cheng)粒子(zi)數反轉(zhuan),躍(yue) 遷到(dao)基態,實現(xian)受(shou)激(ji)輻(fu)射,發出光(guang)(guang)子(zi)和外來(lai)光(guang)(guang)子(zi)的(de)(de)頻率、傳播(bo)方向、偏振、相(xiang)位 等(deng)均相(xiang)同,從而產生(sheng)窄譜(pu)寬、高功率、強定向性的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)。

光(guang)(guang)模塊處于產(chan)業鏈中(zhong)游,上(shang)游是光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片與(yu)光(guang)(guang)器件(jian)(jian)廠商(shang),下(xia)(xia)(xia)游主(zhu)要(yao)(yao)應(ying)用于電信市場 和數(shu)通市場。目前光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片與(yu)光(guang)(guang)器件(jian)(jian)國(guo)(guo)產(chan)化程(cheng)度(du)較(jiao)低,國(guo)(guo)內(nei)產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)多為(wei)無源器件(jian)(jian)、低 速率(lv)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片,根據 ICC 預測,2021 年(nian)(nian)我國(guo)(guo) 25G 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片國(guo)(guo)產(chan)化率(lv)約 20%,25G 以(yi)(yi) 上(shang)光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片國(guo)(guo)產(chan)化率(lv)僅(jin) 5%。高(gao)(gao)速率(lv)產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)多為(wei)國(guo)(guo)外頭(tou)部廠商(shang)如博通等壟斷,因此(ci)上(shang)游 光(guang)(guang)芯(xin)(xin)片成(cheng)(cheng)本(ben)占比較(jiao)高(gao)(gao)。根據頭(tou)豹研究院(yuan)數(shu)據,光(guang)(guang)器件(jian)(jian)在光(guang)(guang)模塊成(cheng)(cheng)本(ben)占比超過 70%, 主(zhu)要(yao)(yao)來(lai)自 TOSA 與(yu) ROSA 組件(jian)(jian)。下(xia)(xia)(xia)游主(zhu)要(yao)(yao)客戶包括(kuo)設備商(shang)、運營商(shang)以(yi)(yi)及互(hu)聯網云 廠商(shang),市場份額集中(zhong),客戶議價(jia)能力較(jiao)強。在上(shang)下(xia)(xia)(xia)游的擠壓下(xia)(xia)(xia),光(guang)(guang)模塊行業競爭 較(jiao)為(wei)激烈,產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)量(liang)價(jia)隨(sui)產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)升(sheng)級周期性變動。出貨(huo)量(liang)方(fang)面,新產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)導入階段出貨(huo) 量(liang)較(jiao)少,升(sheng)級中(zhong)期出貨(huo)量(liang)開始爆發(fa)式增長,后期成(cheng)(cheng)熟(shu)產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)的需求逐漸下(xia)(xia)(xia)降(jiang)。價(jia)格 方(fang)面,產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)價(jia)格以(yi)(yi)每年(nian)(nian) 17%-18%的平(ping)均幅度(du)下(xia)(xia)(xia)降(jiang),尤其是新產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)出貨(huo)量(liang)達到高(gao)(gao)水 平(ping)后,標(biao)準化 ASP 通常迎來(lai)大(da)幅下(xia)(xia)(xia)滑(hua),根據 Lightcounting 統計,2018 年(nian)(nian)標(biao)準化 產(chan)品(pin)(pin)(pin)(pin)的價(jia)格同(tong)比下(xia)(xia)(xia)跌(die) 37%,打破了 2011 年(nian)(nian)創下(xia)(xia)(xia)的下(xia)(xia)(xia)跌(die) 33%的紀錄。

因(yin)此(ci),我們判斷光模塊(kuai)(kuai)(kuai)是(shi)典型的(de)(de)由產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)(ji)驅動(dong)的(de)(de)周期(qi)成(cheng)長(chang)性行業,判斷行業景 氣度的(de)(de)關鍵是(shi)產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)(ji)階(jie)(jie)段(duan)。光模塊(kuai)(kuai)(kuai)種(zhong)類多、升(sheng)級(ji)(ji)快,不(bu)同(tong)(tong)應用場(chang)景對(dui)傳輸距(ju)離(li)、 帶(dai)寬等(deng)性能(neng)有不(bu)同(tong)(tong)要求(qiu),流量(liang)高(gao)速(su)增(zeng)長(chang)帶(dai)來的(de)(de)帶(dai)寬壓力(li)驅動(dong)高(gao)速(su)率光模塊(kuai)(kuai)(kuai)率先在(zai) 數(shu)據中心部署,電信(xin)市場(chang)產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji)(ji)壓力(li)相(xiang)對(dui)較小。技(ji)術成(cheng)熟周期(qi)推動(dong)數(shu)通市場(chang)光 模塊(kuai)(kuai)(kuai)以(yi)(yi) 5 年(nian)左右的(de)(de)升(sheng)級(ji)(ji)周期(qi)迭代(dai):2015 年(nian)以(yi)(yi)前,數(shu)據中心光模塊(kuai)(kuai)(kuai)以(yi)(yi) 10G、40G 為 主(zhu);2016 年(nian),25G、100G 光模塊(kuai)(kuai)(kuai)開始(shi)部署,2019 年(nian)開始(shi)大(da)規模放(fang)量(liang);2019 年(nian)光 模塊(kuai)(kuai)(kuai)進入后(hou) 100G 時代(dai),上(shang)層交換機光模塊(kuai)(kuai)(kuai)速(su)率開始(shi)向 200G/400G 升(sheng)級(ji)(ji)。2022 年(nian), 200G、400G 產(chan)品(pin)大(da)規模放(fang)量(liang),800G 光模塊(kuai)(kuai)(kuai)進入導入階(jie)(jie)段(duan)。

1.2、800G 新產品周期開啟,迎來行業新一輪高景氣

上(shang)游(you)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)已突破:交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)升(sheng)級(ji)是光(guang)模塊(kuai)升(sheng)級(ji)的(de)基(ji)礎條件,800G 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji) 及芯(xin)(xin)片(pian)市(shi)場技術逐(zhu)漸成熟,51.2Tbps 芯(xin)(xin)片(pian)已突破,800G 光(guang)模塊(kuai)升(sheng)級(ji)確定性強(qiang)。 回顧交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)及光(guang)模塊(kuai)部(bu)署(shu)歷程,交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)升(sheng)級(ji)是光(guang)模塊(kuai)升(sheng)級(ji)部(bu)署(shu)的(de)先行條 件:2014 年首(shou)款 100G 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)芯(xin)(xin)片(pian)(Tomahawk)送(song)(song)樣,2016 年 100G 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)開(kai)始規模部(bu)署(shu);2017 年 12 月首(shou)款 400G 芯(xin)(xin)片(pian)(Tomahawk3)送(song)(song)樣,2019 年 12 月推出 Tomahawk4(支持雙(shuang)倍端(duan)口和(he)(he)(he)容量),2020 年起 200G 和(he)(he)(he) 400G 光(guang)模塊(kuai)開(kai)始上(shang)量。 目前多款 800G 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)已發布,800G 光(guang)模塊(kuai)有望開(kai)始規模部(bu)署(shu)。交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian) 分為(wei)自(zi)研與商(shang)用(yong)兩種(zhong),自(zi)研芯(xin)(xin)片(pian)中思(si)科的(de) Silicon One G100 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)芯(xin)(xin)片(pian)支持 25.6T 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)能(neng)力,提供 32 個 800G 端(duan)口,總交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)能(neng)力達(da)(da) 25.6T,每個端(duan)口也可(ke)以拆(chai)成 8 × 100G 或者(zhe) 2×400G 應用(yong)。商(shang)用(yong)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)芯(xin)(xin)片(pian)廠商(shang)主要包(bao)括博(bo)通、Mellanox、Barefoot 和(he)(he)(he) Innovium,均可(ke)提供 25.6T 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)芯(xin)(xin)片(pian),其(qi)中博(bo)通的(de) Tomahawk5 和(he)(he)(he) Mellanox 的(de) Spectrum-4 速率(lv)高達(da)(da) 51.2Tbps。從交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji)來看,思(si)科、新華(hua)三與 Mellanox 均于 2022 年發布 800G 交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)機(ji)(ji),800G 光(guang)模塊(kuai)部(bu)署(shu)勢在必行。

行業(ye)標準(zhun)(zhun)逐(zhu)漸落地(di),主要供應商已(yi)(yi)發(fa)布(bu)樣品并具備大規模(mo)(mo)量(liang)產(chan)能(neng)力。國內(nei)外多個 標準(zhun)(zhun)化組(zu)織競(jing)相開(kai)展 800 Gbit/s 的(de)(de)標準(zhun)(zhun)化工(gong)作(zuo),IEEE802.3 工(gong)作(zuo)組(zu)、OIF、IPEC(國 際(ji)光(guang)(guang)電委員會)等組(zu)織已(yi)(yi)對(dui) 800Gb/s 直調直檢(jian)和(he)相干方案進行立項,啟動 800 Gbit/s 相關規范的(de)(de)制訂工(gong)作(zuo),對(dui) 800 Gbit/s 光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊的(de)(de)應用場景、接(jie)口(kou)規格(ge)等進行了定義(yi); 800G Pluggable MSA 已(yi)(yi)先后發(fa)布(bu)面(mian)向低成(cheng)本、100 m 傳輸距離(li)需求的(de)(de) 8×100 Gbit/s PSM8 以及面(mian)向2 km傳輸距離(li)需求的(de)(de)4×200 Gbit/s FR4規范;由Cisco、Broadcom、 Juniper、Intel 等組(zu)成(cheng)的(de)(de)光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊 MSA 工(gong)作(zuo)組(zu)制定了第一個 800G QDFP 雙(shuang)重(zhong)密度可 插拔光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊的(de)(de)標準(zhun)(zhun),定義(yi)了 800G 光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊的(de)(de)尺寸 QSFP-DD800。主要供應商已(yi)(yi)具備 800G 量(liang)產(chan)能(neng)力:2020 年,華為即發(fa)布(bu)業(ye)界首個 800G 可調超高速光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊;中際(ji)旭(xu) 創保持行業(ye)領(ling)先,推出 800G OSFP 和(he) QSFP-DD800 光(guang)(guang)模(mo)(mo)塊產(chan)品線,可實現 100m – 2km 的(de)(de)傳輸距離(li),2023 年批(pi)量(liang)出貨;新(xin)易盛等廠商也具備 800G 規模(mo)(mo)量(liang)產(chan)能(neng)力。

800G 新(xin)產(chan)品(pin)周期增(zeng)長(chang)彈(dan)性(xing)(xing)大(da)(da)(升級路(lu)徑(jing)統(tong)一(yi)(yi))、確定性(xing)(xing)強(已批量出(chu)貨(huo))。后 100G 時代,全球(qiu)云(yun)廠商(shang)光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai) 200G/400G 升級路(lu)徑(jing)顯(xian)著分化,驅動數通市場(chang)產(chan)品(pin)周期 熨平;800G 產(chan)品(pin)升級路(lu)徑(jing)統(tong)一(yi)(yi),部署(shu)速度有望超(chao)過(guo) 400G,光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)市場(chang)未(wei)來具有 更強的(de)升級彈(dan)性(xing)(xing)與更大(da)(da)的(de)增(zeng)長(chang)空間。根據 MSA 發(fa)布的(de) 800G 光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)白皮書,TORServer 層采用 200G AOC 時,上層需(xu)要部署(shu) 800G 光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)。可(ke)(ke)用性(xing)(xing)、系統(tong)成(cheng)本(ben)方 面, 800G 產(chan)品(pin)同(tong)樣優(you)于 400G,可(ke)(ke)以在 1U 的(de)外(wai)形尺寸中(zhong)(zhong)使用 25.6Tbps 的(de)芯(xin)片, 對外(wai) 32 個 800Gbps 端(duan)口(kou),每比特成(cheng)本(ben)將優(you)于同(tong)等的(de) 400Gbps。根據 Dell'Oro 預(yu) 測(ce),800G 光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)滲透速率有望高于 400G,到(dao) 2025 年在數據中(zhong)(zhong)心交換機(ji)端(duan)口(kou)中(zhong)(zhong)將 超(chao)過(guo) 25%。AI 需(xu)求爆(bao)發(fa)加速 800G 光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)布局,北美(mei)大(da)(da)客(ke)(ke)戶已開始批量采購,新(xin) 增(zeng) AI 大(da)(da)客(ke)(ke)戶英(ying)(ying)偉達帶來業績新(xin)驅動,800G 升級確定性(xing)(xing)強;且行業競爭(zheng)格局穩定, 頭(tou)部廠商(shang)繼續引(yin)領行業發(fa)展(zhan),光(guang)(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)龍頭(tou)中(zhong)(zhong)際旭(xu)創已率先拿到(dao)英(ying)(ying)偉達、谷(gu)歌(ge)等海 外(wai)客(ke)(ke)戶 800G 批量訂(ding)單,開啟量產(chan)第一(yi)(yi)年。

2、AI 算力底座,迎云需求共振

2.1、AI 浪潮催化算力需求爆發,800G 光模塊顯著受益

ChatGPT 掀起 AI 浪潮催(cui)化(hua)算(suan)力基礎設施建設,數(shu)通光(guang)模(mo)(mo)塊市場迎來(lai)新一(yi)輪行(xing)業 高景氣。2022 年 11 月(yue) 30 日,OpenAI 發布 ChatGPT,5 天內(nei)用(yong)(yong)戶突破百萬(wan)大關(guan), 月(yue)訪問量(liang)達(da)(da) 2100 萬(wan)人次,截至 2023 年 1 月(yue)末,其月(yue)活用(yong)(yong)戶已經突破 1 億,遠(yuan)遠(yuan) 快(kuai)于其他消費(fei)級應(ying)用(yong)(yong)程序。根據 Sensor Tower 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據,TikTok 達(da)(da)到 1 億用(yong)(yong)戶用(yong)(yong)時 9個(ge)(ge)月(yue),Instagram 用(yong)(yong)時30個(ge)(ge)月(yue)。World of Engineering的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報告(gao)顯示,Meta(Facebook)、 Twitter、iTunes 達(da)(da)到 1 億用(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間分(fen)別為(wei) 54 個(ge)(ge)月(yue)、60 個(ge)(ge)月(yue)、78 個(ge)(ge)月(yue)。目前 AIGC 仍然以文字為(wei)主,隨著圖片、音視頻等(deng)形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru),將帶來(lai)流(liu)(liu)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆發式增長。 AI 需要(yao)數(shu)字基礎設施提供算(suan)力支(zhi)持進(jin)行(xing)訓練(lian)與(yu)模(mo)(mo)型優化(hua),大模(mo)(mo)型及(ji)其應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展 與(yu)推廣進(jin)一(yi)步(bu)提升(sheng)流(liu)(liu)量(liang)帶寬需求,雙輪驅(qu)動數(shu)通光(guang)模(mo)(mo)塊市場迎來(lai)行(xing)業高景氣。

英偉達、谷歌、微軟、亞馬遜等海外巨頭紛紛加碼 AI 建設,帶動配套高速光模塊 需求提升。隨著 ChatGPT 在全球掀起新一輪 AI 大模型浪潮,以微軟、Google、 亞馬遜為代表的科技巨頭紛紛加碼 AI 建設。①微軟:2023 年 2 月初,微軟宣布 旗下所有產品將全線整合 ChatGPT,包括 Bing 搜索引擎、Office 全家桶、Azure 云服務、Teams聊天程序等,并于3月16日發布AI辦公助手Microsoft 365 Copilot, 搭載了目前功能最強大的 AI 大模型 GPT-4 的 AI 助手將接入微軟全家桶產品。② 谷歌:由谷歌和柏林工業大學共同打造的多模態大模型 PaLM-E 目前擁有 5620 億 參數,是全球最大的視覺語言模型;谷歌旗下兩大頂級 AI 團隊谷歌大腦與 DeepMind 合二為一設立 Google DeepMind,專攻 AI 相關的戰略級技術。③亞馬 遜:推出 Bedrock 生成式人工智能服務以及自有大(da)型(xing)語言模型(xing)泰坦。④英偉達: AI 計算(suan)領域的領導者(zhe),A100 芯(xin)(xin)片仍然是(shi)唯一能夠在(zai)云(yun)端實際(ji)執行任務的 GPU 芯(xin)(xin) 片;H100 已經全面投產,并部(bu)署在(zai)多家客(ke)戶(hu)的云(yun)計算(suan)服務中,包括微軟 Azure、 谷歌、甲骨文等客(ke)戶(hu)的數(shu)據中心(xin),H100 配有 Transformer 引擎,可以專門用作(zuo)處 理類(lei)似 ChatGPT 的 AI 大(da)模型(xing),由其(qi)構建的服務器效率是(shi) A100 的十倍(bei)。

產業鏈(lian)上(shang)(shang)下游公(gong)(gong)司(si)(si)上(shang)(shang)調收入(ru)指(zhi)引彰顯信心,800G 景氣周(zhou)期再印證。由(you)于(yu)大(da)型(xing)云計 算公(gong)(gong)司(si)(si)采用(yong) ChatGPT 等 AI 需(xu)要相(xiang)(xiang)關網絡基礎(chu)設備,博通預(yu)(yu)計將(jiang)(jiang)受益于(yu) AI 聊天機(ji) 器人熱潮,公(gong)(gong)司(si)(si)用(yong)于(yu) AI 應用(yong)的(de)以(yi)太網設備銷售額(e)有(you)望從去年(nian)(nian)(nian)的(de) 2 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)元(yuan)上(shang)(shang)升到 今年(nian)(nian)(nian)的(de)超過 8 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)元(yuan),并預(yu)(yu)測這(zhe)一(yi)趨勢(shi)將(jiang)(jiang)繼續(xu)加速(su)(su)。Marvell 公(gong)(gong)布(bu) 2024 財(cai)(cai)年(nian)(nian)(nian) Q1 財(cai)(cai) 報,一(yi)季(ji)度(du)(du)凈(jing)營收 13.2 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)元(yuan),高于(yu)此前市(shi)場(chang)預(yu)(yu)期的(de) 13.0 億(yi)(yi)(yi)元(yuan);預(yu)(yu)計二季(ji)度(du)(du)凈(jing)營 收 13.30 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)元(yuan)(±5%),再超市(shi)場(chang)預(yu)(yu)期,其中 AI 成為公(gong)(gong)司(si)(si)關鍵增(zeng)(zeng)長(chang)動(dong)力,2024 財(cai)(cai)年(nian)(nian)(nian) AI 收入(ru)預(yu)(yu)計翻番,并認為未來幾年(nian)(nian)(nian) AI 產業仍將(jiang)(jiang)帶動(dong)公(gong)(gong)司(si)(si)繼續(xu)快速(su)(su)增(zeng)(zeng)長(chang)。英 偉達發(fa)布(bu) 2024 財(cai)(cai)年(nian)(nian)(nian) Q2 財(cai)(cai)務(wu)指(zhi)引,營收預(yu)(yu)期達 110 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)元(yuan),較市(shi)場(chang)預(yu)(yu)期(71.8 億(yi)(yi)(yi) 美(mei)(mei)元(yuan))增(zeng)(zeng)加 53%,主要系生(sheng)成式 AI 大(da)語(yu)言模(mo)型(xing)驅動(dong)數(shu)據中心業務(wu)相(xiang)(xiang)關產品(pin)需(xu)求(qiu) 激(ji)增(zeng)(zeng),公(gong)(gong)司(si)(si)“顯著”增(zeng)(zeng)加相(xiang)(xiang)關產品(pin)供應并為下半(ban)年(nian)(nian)(nian)進行(xing)大(da)量采購(gou),數(shu)據中心需(xu)求(qiu) 可見度(du)(du)較高,預(yu)(yu)計下半(ban)年(nian)(nian)(nian)業績(ji)維持高速(su)(su)增(zeng)(zeng)長(chang)。光模(mo)塊上(shang)(shang)下游公(gong)(gong)司(si)(si)持續(xu)高增(zeng)(zeng)長(chang),再 次強化(hua)印證 AI 推動(dong)下的(de) 800G 高景氣周(zhou)期。

東西向(xiang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)增(zeng)長驅動網絡(luo)架(jia)構向(xiang)葉脊(ji)(ji)結構升級(ji),大(da)幅提升光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)需求量(liang)(liang)(liang)(liang)及傳輸(shu)速(su) 率。根據思科(ke)公司預測(ce),2021 年東西向(xiang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)將(jiang)占 85%,其(qi)中(zhong)數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)內部(bu)的(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang) 占 71.5%,數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)之間的(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)占 13.6%。葉脊(ji)(ji)架(jia)構以更低成(cheng)本支持大(da)規模(mo)(mo)(mo)(mo)網絡(luo)部(bu) 署,在數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)中(zhong)得到(dao)廣泛(fan)應用(yong)。從光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)需求量(liang)(liang)(liang)(liang)來看,傳統數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)架(jia)構所需光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)對機(ji)(ji)柜(ju)數(shu)(shu)倍(bei)(bei)數(shu)(shu)僅 8.8 倍(bei)(bei),葉脊(ji)(ji)架(jia)構下該倍(bei)(bei)數(shu)(shu)增(zeng)長至 44/48 倍(bei)(bei),光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)配(pei)置需 求爆發(fa)式(shi)增(zeng)長。從光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)速(su)率來看,扁平化(hua)的(de)結構利于數(shu)(shu)據中(zhong)心(xin)增(zeng)加(jia)機(ji)(ji)柜(ju)和(he)服(fu)務 器數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)(liang),大(da)型(xing)化(hua)、復雜化(hua)的(de)發(fa)展趨勢催化(hua)交換機(ji)(ji)和(he)光(guang)(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)提升傳輸(shu)速(su)率滿足內部(bu) 海(hai)量(liang)(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)互通(tong)。

AI 高(gao)性(xing)能(neng)計(ji)算(suan)帶(dai)來算(suan)力缺口(kou),高(gao)速(su)率(lv)、低延(yan)時(shi)的要求(qiu)推動(dong)胖樹(shu)(Fat-tree)架構(gou) 在數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)網(wang)絡中(zhong)部署,800G 光模(mo)塊作為高(gao)性(xing)能(neng)計(ji)算(suan)網(wang)絡核(he)(he)心(xin)部件,率(lv)先引領算(suan) 力需求(qiu)爆發。AI 服務器普遍采(cai)用 CPU+GPU 的形(xing)式, GPU 的單卡核(he)(he)心(xin)數(shu)能(neng)達到 近千個,如(ru)配置 16 顆 NVIDIA Tesla V100 Tensor Core 32GB GPUs 的核(he)(he)心(xin)數(shu)可過 10240 個,計(ji)算(suan)性(xing)能(neng)高(gao)達每秒 2 千萬(wan)億次,因此對(dui)底層數(shu)據(ju)的傳(chuan)輸速(su)率(lv)和時(shi)延(yan)有較(jiao)高(gao)要求(qiu)。胖樹(shu)架構(gou)上下行(xing)端口(kou)一致(zhi),每個節點上行(xing)帶(dai)寬(kuan)與下行(xing)帶(dai)寬(kuan)相等, 帶(dai)寬(kuan) 收斂比為 1:1,從而有效降低數(shu)據(ju)傳(chuan)輸時(shi)延(yan)并(bing)提高(gao)計(ji)算(suan)穩定性(xing),在超(chao)算(suan)中(zhong)心(xin)大規模(mo) 部署,驅動(dong)光模(mo)塊向更高(gao)速(su)率(lv)升級。

以英偉達(da) 16K GPU 訓(xun)練集(ji)群為(wei)(wei)例,測算(suan)(suan)(suan)單個(ge)模(mo)(mo)型對(dui) 800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)需求(qiu)彈性:服(fu)務(wu) 器到 TOR 層分 200G(A100)和(he)(he) 400G(H100)AOC/DAC 兩種情況,葉交換(huan)機下(xia) 行(xing)(xing)和(he)(he)上行(xing)(xing)均為(wei)(wei) 800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai),脊(ji)交換(huan)機下(xia)行(xing)(xing)和(he)(he)上行(xing)(xing)均為(wei)(wei) 800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai);且 AI 服(fu)務(wu) 器整體(ti)算(suan)(suan)(suan)力負(fu)荷高(gao)于傳統(tong)數據中心,帶寬需求(qiu)高(gao),我(wo)們以收斂比 1:1 進行(xing)(xing)測算(suan)(suan)(suan)。 根據我(wo)們的詳細測算(suan)(suan)(suan),800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai):A100 GPU 約(yue)為(wei)(wei) 1.25:1,800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai): H100 GPU 約(yue)為(wei)(wei) 2.5:1。基于下(xia)游應用(yong)(yong)角度(du),谷(gu)歌搜(sou)索一天訪(fang)問(wen)次數 35 億次,考(kao) 慮(lv)谷(gu)歌訪(fang)問(wen)量(liang)分布,假設 35%集(ji)中在歐洲(zhou)地區晚上 8-9 點,峰值訪(fang)問(wen)量(liang)為(wei)(wei)每秒(miao) 340278 次訪(fang)問(wen)量(liang),平均找 1000 字/次,需要約(yue) 17 萬臺服(fu)務(wu)器。假設全球范圍內有(you) 2 個(ge)谷(gu)歌測算(suan)(suan)(suan)體(ti)量(liang)相(xiang)當(dang)的大模(mo)(mo)型,使(shi)用(yong)(yong) A100 芯(xin)片(pian)的系統(tong)對(dui)應光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(含 DAC) 用(yong)(yong)量(liang)約(yue) 613 萬個(ge),傳輸距(ju)離為(wei)(wei) 500m 的 DR8 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)和(he)(he) 2km 的 FR8 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(用(yong)(yong)于Leaf-Spine)用(yong)(yong)量(liang)為(wei)(wei) 340 萬;使(shi)用(yong)(yong) H100 芯(xin)片(pian)的系統(tong)對(dui)應光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(含 DAC)用(yong)(yong)量(liang)約(yue) 953 萬個(ge),傳輸距(ju)離為(wei)(wei) 500m 的 DR8 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)和(he)(he) 2km 的 FR8 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)(用(yong)(yong)于 LeafSpine)用(yong)(yong)量(liang)為(wei)(wei) 681 萬。伴隨視頻類(lei)交互模(mo)(mo)式出現,AI 服(fu)務(wu)器需求(qiu)量(liang)較文字類(lei)交互 大幅提(ti)升,驅動配套(tao)高(gao)速光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)需求(qiu)爆發(fa)增長,800G 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)產業鏈企業有(you)望顯(xian)著 受益。

2.2、北美云需求與 AI 共振,驅動數通需求高增長

從資本(ben)開支(zhi)(zhi)來看,北美(mei)云需求仍處于(yu)下滑期(qi)(qi)(qi),但 800G 升級疊加(jia)(jia) AI 算(suan)力(li)投(tou)(tou)入帶動 云計(ji)算(suan)基(ji)(ji)礎(chu)設(she)(she)施產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈景(jing)氣度持續提(ti)升。2022Q4,海外三大云廠商、Meta 資本(ben)開 支(zhi)(zhi)合計(ji) 396.84 億(yi)美(mei)元,同比增(zeng)長(chang) 15.83%,環比增(zeng)長(chang) 4.11%,維持增(zeng)長(chang)態勢但增(zeng)速 有所放緩。2023 年(nian),宏觀經濟壓力(li)疊加(jia)(jia)前期(qi)(qi)(qi)云計(ji)算(suan)投(tou)(tou)入的提(ti)前釋放,北美(mei)云廠商 資本(ben)開支(zhi)(zhi)短期(qi)(qi)(qi)承(cheng)壓,AI 算(suan)力(li)缺口為云計(ji)算(suan)注入新(xin)(xin)動力(li),全年(nian)資本(ben)開支(zhi)(zhi)存在超預(yu)(yu)期(qi)(qi)(qi) 可能:Meta 全年(nian)資本(ben)開支(zhi)(zhi)指(zhi)引(yin)下調(diao)至(zhi) 300-330 億(yi)美(mei)元;谷歌預(yu)(yu)計(ji)全年(nian)資本(ben)開支(zhi)(zhi)和(he)(he) 2022 年(nian)相比略有增(zeng)長(chang);微軟預(yu)(yu)計(ji)加(jia)(jia)大支(zhi)(zhi)出力(li)度,加(jia)(jia)強云數據中(zhong)心建設(she)(she),以滿足客 戶對新(xin)(xin)型(xing)人工(gong)(gong)智能工(gong)(gong)具的需求;亞馬遜大力(li)投(tou)(tou)資大型(xing)語言模(mo)型(xing)和(he)(he)生成式人工(gong)(gong)智能, 預(yu)(yu)計(ji)將長(chang)期(qi)(qi)(qi)投(tou)(tou)資從建設(she)(she)新(xin)(xin)倉庫和(he)(he)配送中(zhong)心,轉向將更(geng)多(duo)資金投(tou)(tou)入云計(ji)算(suan)業(ye)(ye)務的基(ji)(ji) 礎(chu)設(she)(she)施。整體看來,光(guang)模(mo)塊增(zeng)速短期(qi)(qi)(qi)內承(cheng)壓,隨著 800G 產(chan)(chan)品逐漸(jian)上量,有望開啟(qi) 新(xin)(xin)一(yi)輪(lun)景(jing)氣周期(qi)(qi)(qi)。

云需求與(yu) AI 共振(zhen),算(suan)力底層(ceng)基(ji)礎設施持續(xu)受益。根據(ju) 800G Pluggable MSA 組織 發布(bu)的(de)(de) 800G 光模塊白皮書,2017 年(nian)(nian)(nian)-2021 年(nian)(nian)(nian),全(quan)球互聯網帶(dai)寬容量(liang)以 48%的(de)(de)年(nian)(nian)(nian) 復合(he)增(zeng)長(chang)率(lv)增(zeng)長(chang)。思科的(de)(de)全(quan)球云指數預測,全(quan)球數據(ju)中心到 2021 年(nian)(nian)(nian)達(da)到 628 個, 其中亞(ya)太(tai)地區占(zhan)比(bi)最(zui)高,從(cong)(cong) 2016 年(nian)(nian)(nian)的(de)(de) 30%升至 39%,北(bei)美地區從(cong)(cong) 2016 年(nian)(nian)(nian)的(de)(de) 48% 降至 35%,位居第(di)二。云計算(suan)是流量(liang)增(zeng)長(chang)的(de)(de)主要(yao)驅動力,2016-2021 年(nian)(nian)(nian),全(quan)球數據(ju) 中心 IP 流量(liang) CAGR 為(wei) 25%,云數據(ju)中心流量(liang) CAGR 為(wei) 27%,增(zeng)速(su)高于整體(ti)增(zeng)速(su)。

3、LPO vs CPO:更低功耗

AI 高(gao)(gao)算(suan)力背景催生低功(gong)耗(hao)(hao)、低延(yan)時光(guang)模(mo)(mo)塊需求,LPO(Linear-drive Pluggable Optics)與 CPO(Co-packaged Optics)是目前(qian)主要(yao)探討的(de)(de)降低功(gong)耗(hao)(hao)方案(an)。Meta 認(ren) 為(wei),數(shu)據中(zhong)(zhong)心網(wang)絡流量(liang)高(gao)(gao)速增(zeng)長(chang)(chang),尤其是數(shu)據中(zhong)(zhong)心內(nei)部流量(liang)顯(xian)著的(de)(de)增(zeng)加,導致網(wang) 絡耗(hao)(hao)能(neng)占比不斷(duan)(duan)提(ti)升,并提(ti)出隨著帶寬需求擴大單(dan)帶寬耗(hao)(hao)能(neng)不斷(duan)(duan)下(xia)降的(de)(de)要(yao)求;微 軟數(shu)據顯(xian)示,服務器帶寬增(zeng)至 800G 時數(shu)據傳輸功(gong)耗(hao)(hao)占比可達 20%。AI 高(gao)(gao)性能(neng)計 算(suan)對(dui)數(shu)據中(zhong)(zhong)心光(guang)模(mo)(mo)塊速率(lv)和數(shu)量(liang)提(ti)出更高(gao)(gao)要(yao)求,催化網(wang)絡功(gong)耗(hao)(hao)高(gao)(gao)速增(zeng)長(chang)(chang),“功(gong)耗(hao)(hao)墻” 挑(tiao)戰(zhan)凸顯(xian),保證性能(neng)的(de)(de)同時降低功(gong)耗(hao)(hao)成為(wei)光(guang)模(mo)(mo)塊技術發(fa)展的(de)(de)重點,LPO 和 CPO 作(zuo) 為(wei)降低光(guang)模(mo)(mo)塊功(gong)耗(hao)(hao)的(de)(de)兩種主流技術路徑受到廣泛關注。

3.1、LPO:深度契合 AI 短距互聯訴求,延續傳統可插拔光模塊優勢

LPO 深(shen)度(du)契合 AI 短(duan)距互聯低功(gong)(gong)(gong)(gong)耗、低延時需求(qiu),且技術更新迭代相對(dui)較(jiao)小(xiao),有 望成(cheng)(cheng)為(wei) 800G 時代重(zhong)要補充方(fang)案。傳(chuan)統光模塊(kuai)通過 DSP 芯片(pian)對(dui)高(gao)速信(xin)號進(jin)行信(xin)號 處理達(da)到低誤碼率,但功(gong)(gong)(gong)(gong)耗較(jiao)大(da),以 400G 光模塊(kuai)為(wei)例,用到的(de) 7nm DSP 功(gong)(gong)(gong)(gong)耗約 為(wei) 4W,占整個模塊(kuai)功(gong)(gong)(gong)(gong)耗的(de) 50%。LPO 將(jiang) DSP 功(gong)(gong)(gong)(gong)能(neng)集成(cheng)(cheng)到交換芯片(pian)中, 只留下 driver 和 TIA,并分別集成(cheng)(cheng) CTLE 和 Equalization 功(gong)(gong)(gong)(gong)能(neng),用于對(dui)高(gao)速信(xin)號進(jin)行一(yi)定(ding) 程度(du)的(de)補償。相較(jiao) DSP 方(fang)案,LPO 可大(da)幅度(du)減(jian)少系(xi)統功(gong)(gong)(gong)(gong)耗和時延,保證一(yi)定(ding)傳(chuan)輸 性(xing)能(neng)的(de)同時降低成(cheng)(cheng)本,并保持可插(cha)拔特性(xing)便(bian)于后續維護。

① 低(di)功耗:Arista 針對(dui)不(bu)同(tong)光(guang)(guang)學方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)進行功耗對(dui)比,采(cai)用 Linear-drive 方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)后, 硅光(guang)(guang)、VCSEL、TFLN 薄(bo)膜鈮酸(suan)鋰光(guang)(guang)模塊的(de)功耗均下降(jiang) 50%左右。2023 OFC 上 MACOM 展示單通道 100G 的(de)單模 800G DR8、多(duo)(duo)模 800G SR8 線性(xing)直(zhi)驅(qu)方(fang)(fang)(fang)案(an)(an),在(zai)功耗方(fang)(fang)(fang)面多(duo)(duo)模省(sheng) 70%,單模省(sheng) 50%;Arista 展出 800G-DR8 線性(xing)直(zhi)驅(qu)方(fang)(fang)(fang)案(an)(an),較(jiao) 5nm DSP 方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)可節省(sheng) 30%功耗至(zhi) 7W。②低(di)延(yan)時:不(bu)采(cai)用 DSP 進行信號復原后系統時 延(yan)大(da)幅降(jiang)低(di),根據(ju) MACOM 的(de)方(fang)(fang)(fang)案(an)(an)可降(jiang)低(di) 75%。③低(di)成(cheng)(cheng)本(ben):DSP 芯片價格在(zai)光(guang)(guang)模 塊成(cheng)(cheng)本(ben)中占比較(jiao)大(da),LPO 采(cai)用更復雜 Driver 和 TIA 芯片增加的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)低(di)于(yu) DSP 成(cheng)(cheng) 本(ben),光(guang)(guang)模塊整(zheng)體成(cheng)(cheng)本(ben)下降(jiang)。④可插(cha)拔(ba):LPO 技術沿用可插(cha)拔(ba)形式,具(ju)有便于(yu)后續 維護的(de)優勢,催化可插(cha)拔(ba)光(guang)(guang)模塊新(xin)一(yi)輪升級周期迎來行業高(gao)景氣。

頭部光模塊(kuai)廠(chang)商(shang)在 LPO 產品研(yan)發(fa)(fa)方(fang)(fang)(fang)(fang)面有望步(bu)入快車(che)道,云廠(chang)商(shang)、設(she)備商(shang)積極布(bu)(bu) 局(ju)(ju)線性直驅方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)。從上游芯(xin)片、交換機到下游終端用(yong)(yong)戶均重視 LPO 技術(shu)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)與(yu)應 用(yong)(yong),實現商(shang)用(yong)(yong)確定性較(jiao)強:在 OFC 2023 上,Macom、Broadcom 等多家(jia)廠(chang)商(shang)展(zhan)(zhan)(zhan)示 了(le) Linear-drive 方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an);Arista 重點(dian)展(zhan)(zhan)(zhan)示的 Linear 方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)得到博創、NVIDIA 等多家(jia)交 換機廠(chang)家(jia)的認可;頭部光模塊(kuai)公(gong)(gong)司加(jia)速 LPO 方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)布(bu)(bu)局(ju)(ju),新易盛(sheng)、劍(jian)橋(qiao)等公(gong)(gong)司陸續(xu) 發(fa)(fa)布(bu)(bu)相關產品。

3.2、CPO:降低功耗優勢顯著,技術尚未成熟仍待改進

CPO 是(shi)一(yi)種全新的高(gao)速(su)率產(chan)品形(xing)態,可(ke)有效降低(di)系(xi)(xi)統(tong)功耗。區(qu)別于傳(chuan)統(tong)可(ke)插拔光 模塊(kuai),CPO 技術將(jiang)光學(xue)組件與芯片封裝在一(yi)個(ge)模塊(kuai)中,將(jiang)光引(yin)擎移至交換芯片附 近,降低(di)傳(chuan)輸距離、提高(gao)高(gao)速(su)電信號傳(chuan)輸質量(liang)的同時極大降低(di)系(xi)(xi)統(tong)功耗,且集(ji)成 度高(gao)大大縮小體積,在高(gao)性能計算集(ji)群中優勢顯著,在 AI 集(ji)群和 HPC 滲透率有 望逐步提升(sheng)。根據(ju) Meta 數據(ju),交換機芯片速(su)率達到 51.2T 時 CPO 方案(an)可(ke)減低(di) 20% 功耗。

龍(long)頭云廠(chang)商、芯片公司推進(jin)(jin) CPO 技(ji)(ji)術不斷演(yan)進(jin)(jin),但(dan)正式(shi)商用時間(jian)尚未明(ming)確。2020 年(nian)底,COBO 和(he)(he) OIF 成立相關工(gong)作組開始(shi)制定標準;CPO 的(de)發(fa)起者 Facebook 和(he)(he) 微軟(ruan)在(zai) 2021 年(nian) 2 月發(fa)布(bu)其(qi) 3.2T CPO 產(chan)品需求(qiu)方(fang)案;博通在(zai) 2021 年(nian)年(nian)初發(fa)布(bu)將 ASIC 電(dian)(dian)芯片和(he)(he)光(guang)器件合(he)(he)封(feng)的(de)產(chan)品;2021 OFC, Intel 與(yu)(yu) Ayar Labs 合(he)(he)作實現 8Tbps 的(de)共(gong)封(feng)裝 FPGA,II-VI 展(zhan)示(shi)了 3.2T 速率(lv)的(de) ROSA;2023 OFC,博通的(de)最新交(jiao)換機(ji) 產(chan)品 Tomahawk StrataXGS 5 中的(de) Tomahawk 5 采用光(guang)電(dian)(dian)共(gong)封(feng)技(ji)(ji)術,該(gai)交(jiao)換機(ji)僅需 5.5W 的(de)功(gong)率(lv)為 800Gbps 的(de)流量供電(dian)(dian);思科也演(yan)示(shi)了 CPO 技(ji)(ji)術實現的(de)可(ke)行(xing)性具(ju)體(ti) 步驟,預計試驗部署與(yu)(yu) 51.2Tb 交(jiao)換機(ji)周期同時進(jin)(jin)行(xing),在(zai) 101.2Tb 交(jiao)換機(ji)周期內(nei)更 大規(gui)模地(di)采用;國內(nei)光(guang)模塊廠(chang)商也在(zai) CPO 領域布(bu)局,但(dan)正式(shi)商用時間(jian)尚未明(ming)確。

CPO 技(ji)術(shu)(shu)(shu)路(lu)徑仍(reng)待成(cheng)熟且需(xu)求(qiu)尚未(wei)迫切(qie),傳統可(ke)插(cha)拔(ba)方案(an)憑借頑強生命力有(you)望繼 續主導(dao)。①可(ke)維護(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing):CPO 技(ji)術(shu)(shu)(shu)非(fei)可(ke)插(cha)拔(ba),后續可(ke)維護(hu)性(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)差;LPO 延續可(ke)插(cha)拔(ba) 技(ji)術(shu)(shu)(shu)方案(an)優(you)勢。②可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)(xing):因交換(huan)(huan)機尺寸受限,CPO 時代光(guang)(guang)(guang)(guang)引擎基于芯(xin)片(pian)(pian)級的(de)硅(gui)(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)集(ji)成(cheng),即使(shi)是過(guo)渡方案(an) NPO 技(ji)術(shu)(shu)(shu)同樣(yang)(yang)基于硅(gui)(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang),但目(mu)前沒有(you)硅(gui)(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)集(ji)成(cheng)的(de)樣(yang)(yang)機, 硅(gui)(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)長距傳輸問題仍(reng)未(wei)解決;交換(huan)(huan)芯(xin)片(pian)(pian)散熱影響激光(guang)(guang)(guang)(guang)器性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),光(guang)(guang)(guang)(guang)源模(mo)組外置方案(an) 或(huo)成(cheng)為(wei)(wei)主流。LPO 因去除 DSP 芯(xin)片(pian)(pian)影響信號恢復性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),但在 AI 短(duan)距互聯應用場(chang) 景下(xia)得以彌補(bu)。③商(shang)業模(mo)式挑戰:CPO 對(dui)硅(gui)(gui)(gui)光(guang)(guang)(guang)(guang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)儲備有(you)較(jiao)高(gao)要求(qiu),且由于工藝(yi) 無(wu)法分(fen)離大概率由交換(huan)(huan)機芯(xin)片(pian)(pian)廠(chang)商(shang)主導(dao),產業鏈(lian)變(bian)動(dong)或(huo)影響 CPO 技(ji)術(shu)(shu)(shu)應用進(jin)程推(tui) 進(jin)。LPO 依賴交換(huan)(huan)機芯(xin)片(pian)(pian)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),但對(dui)產業格局(ju)影響較(jiao)低(di)。④緊(jin)迫性(xing)(xing)(xing)(xing):3.2T 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)塊 時代對(dui) CPO 產品形態訴(su)求(qiu)相對(dui)較(jiao)高(gao),1.6T 時代可(ke)插(cha)拔(ba)光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)塊已有(you)較(jiao)為(wei)(wei)成(cheng)熟的(de) 8*200G 主流方案(an)滿足(zu)行業需(xu)求(qiu)。⑤確定性(xing)(xing)(xing)(xing):2023 OFC 中際旭創(chuang)、新易盛、光(guang)(guang)(guang)(guang)迅(xun) 科技(ji)等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)塊頭部(bu)廠(chang)商(shang)都已推(tui)出 1.6T 光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)塊,量產時間較(jiao)為(wei)(wei)確定,預計在 800G、 1.6T 時代傳統可(ke)插(cha)拔(ba)光(guang)(guang)(guang)(guang)模(mo)塊方案(an)仍(reng)為(wei)(wei)主流,CPO 技(ji)術(shu)(shu)(shu)仍(reng)待成(cheng)熟。

4、龍頭地位穩固,800G 全產業鏈受益

4.1、800G 競爭格局穩定,AI 催化全產業鏈受益

光(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)行業強者(zhe)恒(heng)強,市(shi)場份(fen)額(e)向頭(tou)部(bu)集中(zhong)(zhong),國內(nei)廠商(shang)(shang)(shang)逐漸(jian)崛起。100G 時代,中(zhong)(zhong) 短距(ju)(ju)離應用場景(10km 以(yi)下),以(yi)中(zhong)(zhong)際(ji)旭創(chuang)、AOI、Intel 等龍頭(tou)廠商(shang)(shang)(shang)占(zhan)據(ju)主要市(shi) 場份(fen)額(e),長(chang)距(ju)(ju)離應用場景(10km 以(yi)上)市(shi)場中(zhong)(zhong),Oclaro、Lumentum、Source,超 長(chang)距(ju)(ju)離(40km 以(yi)上)相干(gan)光(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)市(shi)場中(zhong)(zhong),Acacia、Oclaro、Lumentum、華為(wei)(wei)海(hai)思(si) 等廠商(shang)(shang)(shang)占(zhan)據(ju)主要市(shi)場份(fen)額(e)。從 2018 年(nian)開(kai)始,大(da)部(bu)分日(ri)本和(he)(he)美國供應商(shang)(shang)(shang)退出(chu)市(shi)場, 以(yi)旭創(chuang)為(wei)(wei)首的中(zhong)(zhong)國供應商(shang)(shang)(shang)排名(ming)逐漸(jian)提(ti)高(gao)。根據(ju) LightCounting 公布的 2022 年(nian)全(quan)球 光(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai) TOP10 榜單,中(zhong)(zhong)國光(guang)(guang)(guang)模(mo)(mo)塊(kuai)廠商(shang)(shang)(shang)共 7 家入圍,中(zhong)(zhong)際(ji)旭創(chuang)和(he)(he) Coherent(并購(gou) Finisar)排名(ming)并列第(di) 1,華為(wei)(wei)、光(guang)(guang)(guang)迅科技(ji)、海(hai)信寬帶、新易盛、華工(gong)正源、索爾思(si) 光(guang)(guang)(guang)電分別位居第(di) 4、第(di) 5、第(di) 6、第(di) 7、第(di) 8 和(he)(he)第(di) 10 名(ming)。

800G 時(shi)代(dai),可(ke)插拔仍(reng)是主(zhu)導方案,技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)更(geng)迭小(xiao),考慮(lv)北美大客戶高(gao)驗證壁壘(lei),以 中(zhong)(zhong)際旭創為(wei)代(dai)表的行業(ye)龍(long)頭廠商(shang)憑借諸多優勢(shi)有(you)(you)望維持(chi)競爭格局(ju)平穩,受(shou)益彈(dan)性 和確定(ding)性強(qiang):①技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)升(sheng)(sheng)(sheng)級(ji)迭代(dai)速度快(kuai):高(gao)帶寬壓力(li)(li)(li)驅動產(chan)(chan)(chan)品(pin)以 4-5 年為(wei)周期(qi)升(sheng)(sheng)(sheng)級(ji), 光模(mo)(mo)塊(kuai)廠商(shang)需要(yao)持(chi)續進(jin)行研發投入保(bao)證技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)升(sheng)(sheng)(sheng)級(ji);②產(chan)(chan)(chan)品(pin)線(xian)擴(kuo)充能力(li)(li)(li)強(qiang):光模(mo)(mo)塊(kuai) 種類繁多,單個細分產(chan)(chan)(chan)品(pin)市(shi)場(chang)(chang)空間有(you)(you)限(xian),只(zhi)有(you)(you)擴(kuo)充產(chan)(chan)(chan)線(xian)才能突破增長瓶頸(jing),然而 單個產(chan)(chan)(chan)品(pin)升(sheng)(sheng)(sheng)級(ji)快(kuai)導致光模(mo)(mo)塊(kuai)廠商(shang)難以在全部細分市(shi)場(chang)(chang)占據主(zhu)導地位(wei),一(yi)定(ding)程度上(shang) 抑制(zhi)市(shi)場(chang)(chang)集中(zhong)(zhong)度提升(sheng)(sheng)(sheng);③成本控制(zhi)能力(li)(li)(li)強(qiang):產(chan)(chan)(chan)品(pin)線(xian)的不斷(duan)擴(kuo)充及(ji)產(chan)(chan)(chan)品(pin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)迭代(dai)升(sheng)(sheng)(sheng) 級(ji)需要(yao)較多研發投入,同時(shi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)生命周期(qi)短(duan),良率提升(sheng)(sheng)(sheng)空間小(xiao),成本與(yu)費用相(xiang)(xiang)對 高(gao)企,成本控制(zhi)能力(li)(li)(li)保(bao)障公司(si)盈(ying)利能力(li)(li)(li)。④交付能力(li)(li)(li)要(yao)求高(gao):光模(mo)(mo)塊(kuai)下游(you)行業(ye)市(shi) 場(chang)(chang)集中(zhong)(zhong)度高(gao),頭部企業(ye)議價能力(li)(li)(li)強(qiang),行業(ye)內(nei)部競爭激(ji)烈,需要(yao)通過規模(mo)(mo)優勢(shi)、可(ke) 靠的交付能力(li)(li)(li)建立相(xiang)(xiang)對穩定(ding)的上(shang)下游(you)合(he)作關系(xi)。800G 升(sheng)(sheng)(sheng)級(ji)疊(die)加 AI 帶來長期(qi)想象 空間,光模(mo)(mo)塊(kuai)、光器件、光芯片、陶(tao)瓷外殼等 800G 產(chan)(chan)(chan)業(ye)鏈均有(you)(you)望顯(xian)著受(shou)益。

4.2、重點公司分析

400G 時代(dai),光(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)周(zhou)期(qi)(qi)性得到(dao)驗證(zheng),產(chan)(chan)品(pin)(pin)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)初(chu)期(qi)(qi)是(shi)投資最好階段。光(guang)(guang) 模(mo)塊(kuai)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)初(chu)期(qi)(qi),老產(chan)(chan)品(pin)(pin)增(zeng)速(su)下(xia)降(jiang),新(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)(pin)尚未放量(liang),不(bu)足(zu)以(yi)拉(la)動整個(ge)行業(ye)的高(gao)增(zeng) 長(chang),行業(ye)進入(ru)(ru)青黃不(bu)接的階段,板塊(kuai)估(gu)值(zhi)和(he)業(ye)績預(yu)(yu)期(qi)(qi)都較(jiao)低,隨著新(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)(pin)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)帶(dai) 來(lai)新(xin)(xin)一輪(lun)景氣周(zhou)期(qi)(qi)預(yu)(yu)期(qi)(qi)來(lai)臨,板塊(kuai)估(gu)值(zhi)有(you)望迎來(lai)巨大(da)提(ti)升(sheng)(sheng);產(chan)(chan)品(pin)(pin)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)中(zhong)期(qi)(qi),業(ye)績 逐漸兌現,新(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)(pin)放量(liang)帶(dai)動行業(ye)爆發(fa)式增(zeng)長(chang),仍有(you)一定上(shang)漲(zhang)空間;產(chan)(chan)品(pin)(pin)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)周(zhou)期(qi)(qi) 尾聲,行業(ye)進入(ru)(ru)景氣下(xia)行階段。以(yi)光(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)龍頭(tou)中(zhong)際旭創為例,2019 年,400G 光(guang)(guang)模(mo) 塊(kuai)開(kai)始進入(ru)(ru)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)初(chu)期(qi)(qi),公司營收(shou)同(tong)比下(xia)降(jiang) 7.73%,歸母凈利潤下(xia)降(jiang) 17.59%,但市 場對 400G 新(xin)(xin)一輪(lun)升(sheng)(sheng)級(ji)(ji)周(zhou)期(qi)(qi)的樂觀預(yu)(yu)期(qi)(qi)驅動股價有(you)較(jiao)大(da)漲(zhang)幅(fu),光(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)板塊(kuai)估(gu)值(zhi)也 有(you)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)(sheng),Wind 光(guang)(guang)模(mo)塊(kuai)指數(shu) 19 年上(shang)漲(zhang)約 70%。


中際旭創

800G 多次加(jia)單提(ti)升行業景(jing)氣度,公(gong)司(si)持續高份額引數通市場(chang)。公(gong)司(si)率先拿到英偉(wei) 達(da)、谷歌(ge)等(deng)海外客(ke)戶(hu) 800G 批量(liang)(liang)訂(ding)單,有(you)(you)望高份額出(chu)(chu)貨,開啟規(gui)模(mo)量(liang)(liang)產(chan)(chan)第一(yi)(yi)年;預 計明(ming)年英偉(wei)達(da)和谷歌(ge)進一(yi)(yi)步加(jia)大需求,亞(ya)馬遜(xun)、Meta、微軟等(deng)廠商通過(guo)驗(yan)證進入 量(liang)(liang)產(chan)(chan),公(gong)司(si)迎來業績拐點;泰國工廠擴建夯實 800G 放量(liang)(liang)基(ji)礎,未來有(you)(you)望繼(ji)續引領 市場(chang),業績拐點有(you)(you)望逐漸(jian)出(chu)(chu)現(xian)。 AI 加(jia)大 800G 新產(chan)(chan)品需求彈性,公(gong)司(si)前(qian)瞻布局前(qian)沿技術(shu)。光模(mo)塊數量(liang)(liang)與(yu) GPU 成 正相關,伴(ban)隨(sui)視頻(pin)類(lei)交(jiao)互(hu)模(mo)式出(chu)(chu)現(xian),驅(qu)動(dong)配套高速光模(mo)塊需求爆發增長。在 AI 算 力(li)中心(xin)低(di)功耗(hao)訴求迫切背景(jing)下,LPO 線(xian)性直驅(qu)技術(shu)降低(di)功耗(hao)與(yu)延時性能優勢突出(chu)(chu), 公(gong)司(si)目前(qian)已(yi)有(you)(you) LPO 相關技術(shu)儲(chu)備,隨(sui)著低(di)功耗(hao) LPO 方案的(de)推廣,公(gong)司(si)有(you)(you)望步入 快車道。公(gong)司(si)發布 1.6T OSFP-XD DR8+可插拔(ba)光通信模(mo)塊,提(ti)前(qian)布局 1.6T 時代。

中瓷電子

光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)陶瓷外(wai)(wai)殼(ke)(ke)“一(yi)枝(zhi)獨秀”,800G 突(tu)破頭(tou)部(bu)光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)廠商(shang)。光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)陶瓷外(wai)(wai)殼(ke)(ke)&底 座成本占比(bi)近 15%,僅(jin)次于光(guang)電芯片,公司(si)高速光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)陶瓷外(wai)(wai)殼(ke)(ke)在國內(nei)“一(yi)枝(zhi)獨 秀”:400G 光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)用(yong)陶瓷外(wai)(wai)殼(ke)(ke)已(yi)(yi)經(jing)實(shi)現批量(liang)出貨;800G 產品技術水平已(yi)(yi)與(yu)海(hai)外(wai)(wai)相 當(dang),作為國內(nei)重要(yao)供(gong)應商(shang),正逐步量(liang)產,客戶主要(yao)包括新易盛等國內(nei)外(wai)(wai)頭(tou)部(bu) 800G 光(guang)模(mo)(mo)(mo)(mo)塊(kuai)公司(si),未來有望受益 AI 浪(lang)潮,加(jia)速放量(liang)。

天孚通信

800G 疊加 AI 升(sheng)級周(zhou)期驅動數通市(shi)(shi)場持續(xu)(xu)高(gao)(gao)景氣(qi),公(gong)司高(gao)(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang)引(yin)(yin)擎(qing)項(xiang)目(mu)加速(su)放量(liang) 打造新增長極。需(xu)求方(fang)面,數通市(shi)(shi)場持續(xu)(xu)高(gao)(gao)增長驅動公(gong)司各系列無源器件需(xu)求顯 著受益,公(gong)司發布(bu) 800G 光(guang)(guang)(guang)模塊配套(tao)應(ying)用(yong)的(de)光(guang)(guang)(guang)引(yin)(yin)擎(qing)產品和解決方(fang)案,作為高(gao)(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang) 引(yin)(yin)擎(qing)龍頭企業高(gao)(gao)速(su)光(guang)(guang)(guang)引(yin)(yin)擎(qing)配套(tao)需(xu)求以(yi)(yi)及市(shi)(shi)場份額有(you)望持續(xu)(xu)提(ti)升(sheng),搶占 800G 新周(zhou) 期市(shi)(shi)場先機(ji)。隨著 AI 持續(xu)(xu)的(de)發展,無源器件和光(guang)(guang)(guang)引(yin)(yin)擎(qing) 400G、800G 產品份額有(you)望 持續(xu)(xu)提(ti)升(sheng)。在新一輪(lun)行業高(gao)(gao)景氣(qi)背景之下,公(gong)司募(mu)投項(xiang)目(mu)擴產計劃預計 2023 年(nian)開 始加快建設(she)進程,加速(su)海外泰國工(gong)廠選址建設(she),積(ji)極進行產能(neng)(neng)全球(qiu)化(hua)布(bu)局(ju),持續(xu)(xu) 擴張產能(neng)(neng)并建立產能(neng)(neng)動態調整機(ji)制以(yi)(yi)應(ying)對高(gao)(gao)漲(zhang)的(de)需(xu)求。

新易盛

公司(si) 800G 有望逐步(bu)量產并實(shi)(shi)現(xian)大(da)客(ke)戶突破,深(shen)(shen)度(du)受益(yi)于新一輪(lun)升級(ji)周期。憑借(jie) 在 400G 的(de)技(ji)(ji)術積累和(he)產業鏈上下(xia)(xia)游的(de)深(shen)(shen)度(du)耕(geng)耘,公司(si)順(shun)利突破北(bei)美(mei)大(da)客(ke)戶,實(shi)(shi) 現(xian) 400G DR4 批(pi)量供應(ying)。公司(si)不斷(duan)豐富(fu)高端產品(pin)線(xian),推(tui)出(chu)多(duo)款 800G 光(guang)(guang)模(mo)塊;收購 完成(cheng)參股公司(si) Alpine 的(de)剩(sheng)余股權,加(jia)碼(ma)硅(gui)光(guang)(guang)和(he)相干產品(pin)技(ji)(ji)術,順(shun)利推(tui)出(chu)多(duo)款基(ji)于 自(zi)研硅(gui)光(guang)(guang)芯片的(de)高端光(guang)(guang)模(mo)塊產品(pin),加(jia)快全球化(hua)產業布局(ju);推(tui)出(chu)采用單波(bo) 200bps 技(ji)(ji) 術的(de) 1.6Tbps 光(guang)(guang)模(mo)塊,為下(xia)(xia)一次產品(pin)升級(ji)提前布局(ju)。產能方面,公司(si)募投項(xiang)目新 產線(xian)的(de)建(jian)成(cheng)夯實(shi)(shi)放量基(ji)礎(chu)。

AI 算力帶動(dong)行業需(xu)求(qiu)爆發下,持續(xu)加強 LPO 等關鍵低功耗技(ji)術儲備。AI 模型(xing)網 絡(luo)架(jia)構變革催生光模塊需(xu)求(qiu),800G 光模塊 LPO 線性直驅(qu)技(ji)術低功耗優勢深度契 合 AI 訴求(qiu),公司(si)于(yu)今年 OFC 展會期間推出(chu)(chu)多款 LPO 相關產(chan)品并(bing)與(yu)主流廠(chang)商與(yu)用 戶建(jian)立了良好合作關系;與(yu)此同時(shi)推出(chu)(chu)了基于(yu)薄膜鈮(ni)酸鋰調制(zhi)器的業界最節(jie)能(neng)的 800G 光模塊,持續(xu)加強未來高新(xin)(xin)技(ji)術領(ling)域(yu)儲備,有望(wang)開辟(pi)成長“新(xin)(xin)天地(di)”。

兆龍互連

200/400/800G DAC 稀缺供(gong)應(ying)(ying)商,AI 驅動 DAC 業(ye)務迎(ying)高增(zeng)(zeng)長。DAC 銅(tong)纜(lan)連(lian)接(jie)方(fang) 案(an)憑借可靠性、低(di)能耗(hao)、低(di)時(shi)延等優勢成(cheng)為數(shu)據(ju)中心(xin)短距(ju)互(hu)(hu)聯(lian)(一般在(zai) 5m 以內(nei)) 的(de)主(zhu)要方(fang)案(an),主(zhu)導(dao)北美云數(shu)據(ju)中心(xin)短距(ju)互(hu)(hu)聯(lian),并適(shi)配(pei) AI 超(chao)算數(shu)據(ju)中心(xin)需(xu)求(qiu)(qiu)。AI 產 業(ye)發展推動 GPU 需(xu)求(qiu)(qiu)量激增(zeng)(zeng),DAC 需(xu)求(qiu)(qiu)量與 GPU 數(shu)量強(qiang)相關,對應(ying)(ying)市(shi)場規模(mo)(mo)有 望顯(xian)著(zhu)增(zeng)(zeng)長。公司目前(qian)已能夠規模(mo)(mo)化生產應(ying)(ying)用于(yu)傳(chuan)(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)達到 400G 的(de) DAC 高速(su) 傳(chuan)(chuan)輸(shu)組(zu)件及配(pei)套的(de)高速(su)傳(chuan)(chuan)輸(shu)電(dian)(dian)纜(lan),同時(shi)積極布局 800G 傳(chuan)(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)的(de)高速(su)電(dian)(dian)纜(lan)組(zu)件, 能滿(man)足大(da)型(xing)乃至(zhi)超(chao)級數(shu)據(ju)中心(xin)、高速(su)通信(xin)領域的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)輸(shu)需(xu)求(qiu)(qiu)。作為國(guo)內(nei)稀缺的(de) 優質 DAC 供(gong)應(ying)(ying)商,公司構建了強(qiang)大(da)的(de)產品(pin)(pin)資(zi)質壁壘,高速(su)電(dian)(dian)纜(lan)及組(zu)件產品(pin)(pin)已批(pi)量 導(dao)入(ru)國(guo)內(nei)頭部互(hu)(hu)聯(lian)網企(qi)業(ye),突破海外市(shi)場,間接(jie)供(gong)貨(huo)北美云廠商。 PCIe Cable 迎(ying)“量價(jia)(jia)齊升”,服務器內(nei)部互(hu)(hu)連(lian)業(ye)務迎(ying)增(zeng)(zeng)長新機遇(yu)(yu)。公司 PCIe Cable 產品(pin)(pin)配(pei)套 CPU/GPU 與顯(xian)卡、內(nei)存等設備(bei)高速(su)連(lian)接(jie),受益 AI 服務器規格提(ti)升,產 品(pin)(pin)迎(ying)“量價(jia)(jia)齊升”機遇(yu)(yu),有望逐漸(jian)量產,貢獻增(zeng)(zeng)量。

鼎通科技

公(gong)司(si)深度綁(bang)(bang)定全球(qiu)巨(ju)頭客(ke)(ke)戶(hu),是 800G 升(sheng)級&AI 算力核(he)心受(shou)益標的。公(gong)司(si)提供高(gao) 速背板連(lian)接器組(zu)件(jian)和(he) I/O 連(lian)接器組(zu)件(jian),主要用于(yu)數據中(zhong)(zhong)心、通信基(ji)站等大型數據 存儲(chu)和(he)交換設備。憑(ping)借優(you)異的模(mo)具(ju)設計和(he)精密加(jia)工制(zhi)造能(neng)力,公(gong)司(si)深度綁(bang)(bang)定安費 諾、莫仕和(he)中(zhong)(zhong)航光(guang)電等全球(qiu)知(zhi)名(ming)連(lian)接器巨(ju)頭客(ke)(ke)戶(hu),并于(yu) 2022 年成(cheng)功進入泰科通訊 業(ye)務(wu)模(mo)塊,開(kai)展 CAGE 及(ji)結構件(jian)業(ye)務(wu)合作。目前,公(gong)司(si)和(he)客(ke)(ke)戶(hu)著力開(kai)發 QSFP 112G 和(he) QSFP-D 等系列產品,未(wei)來核(he)心受(shou)益 800G 光(guang)模(mo)塊的升(sheng)級。

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