中金|通信设备:海内外AI高景气共振,传统电信业务关注结构升级

情怀不该 2024-07-26 01:41:22

1H24复盘:AI浪潮推升板块业绩与市场表现。2024年上半年,AI算力仍是核心投资主线,AI大模型迭代优化、北美云厂商AI投资保持高景气,驱动AI硬件核心供应商业绩与市场表现共振向上,带动板块市值较年初回升。截至2024年7月17日,SW通信指数点数相比年初上涨8.36%,累计最大涨幅为16.47%,表现强于大盘;1Q24公募通信持仓比例达到3.37%,高于历史十年平均的1.86%。

展望2024下半年,我们建议关注通信设备行业五大机遇:1)国产算力提速,驱动AI产业长期为新质生产力赋能;2)AI大模型向多模态方向演进,同时关注工程优化和长期推理落地,驱动海外云端硬件需求保持高景气;3)运营商资本开支平淡,关注5G-A、骨干网升级等结构性机遇;4)国内卫星建设加速;5)企业出海引领新成长。

摘要

国产算力边际变化丰富,中长期国内AI技术实力升级有望深入赋能新质生产力。从文心一言、Kimi,到DeepSeek-V2,国产大模型数量加速增长,朝着大参数、长文本、多模态演进。基础设施侧,政策层面积极推进国产智算中心建设,而全球供应链的不确定性,进一步推升了国产算力的需求空间。我们认为,随着国产GPU算力的持续升级及生态建设的完善,国产算力的发展空间广阔。建议关注AI服务器、数据中心交换机及芯片、国产光模块等方向。长期来看,AI的演进可以实现产业降本增效,更好的赋能产业数智化转型,推动新质生产力发展,协力企业数智化转型的解决方案供应商、以及充当数据入网关键组件的物联网模组企业有望迎来发展。

海外AI硬件需求延续高景气,低功耗诉求引领技术创新。放眼AI产业整体,大模型创新向探索Scaling Law(规模定律)和工程优化两个方向并举前行,多维度的追求共同推动云端硬件需求持续向上。同时我们注意到,云端网络出现加速迭代的趋势。在此背景下,一方面产业更迭加速,利好现有头部供应商发挥先发优势;另一方面低功耗诉求日益迫切,液冷服务器和硅光、LPO光模块等方案或将加速落地,牵引结构性投资机遇。

风险

信息基建投资不及预期;AI等新技术发展的不确定性;贸易及科技摩擦。

正文

2024上半年复盘:AI浪潮推升板块业绩与市场表现

市场表现:板块估值较年初回升,AI+通信细分领域表现较优

通信板块点数较年初上涨8.36%,表现强于沪深300。截至2024年7月17日,SW通信指数点数相比年初上涨8.36%,累计最大涨幅达16.47%。A股通信板块整体滚动市盈率为29.39x,低于十年估值平均水平42.90x,处于近十年7.73%的历史分位点,较年初回升0.44ppt,仍具备向上弹性空间。我们认为,今年上半年宏观压力尚在,AI算力仍为核心投资主线,2024年2月以来,AI大模型迭代出新,OpenAI发布视频模型Sora、谷歌发布新一代AI大模型Gemini 1.5、5月OpenAI又发布多模态GPT-4o模型,全球AI浪潮不断提振市场对相关标的的业绩预期,板块估值较年初回升。展望2024年下半年,我们继续看好中国及全球AI的投资机遇,并建议关注运营商5G-A和骨干网升级、低空经济、企业出海等方向。

图表1:通信板块历史估值水平

资料来源:Wind,中金公司研究部

1Q24公募持仓份额环比提升,增持光通信核心标的。1Q24公募基金通信板块持仓比例为3.37%,同比、环比分别上涨1.44ppt、0.80ppt,高于历史平均水平(1.86%)。通信板块在1Q24仍处于低配,低配幅度1.46ppt,较上季度有所缩减。从重仓持有数量看,光通信关注度提升,我们认为主要系2月Sora模型的推出进一步强化市场对AI算力需求的信心。

板块存在分化,光模块、企业办公通信子板块涨幅领先。分子领域看,受益于下游不同算力主体需求同步扩张,1.6T光模块产业链逻辑持续验证的同时、2025年800G光模块需求预期不降反增,光模块核心供应商在行业高景气驱动下业绩具有高确定性兑现度,板块市值表现居于行业领先位置;今年年初以来国产算力支持政策频现,智算中心建设蓬勃开展,国产AI硬件采购需求景气向好,带动服务器板块市值较年初提升;光纤光缆板块主要受益于二季度相关供应商的国内海风项目迎来积极进展,企业在手订单落地可期,板块估值有所回升;企业办公通信板块主要受益于AI PC浪潮,以及海外补库存需求回暖背景下,统一通信产品出海进程加速,年初以来企业办公通信子板块市值表现优于业务基础设施板块整体。

图表2:网络基础设施板块市值近一年变化

注:统计截至时间为2024年7月17日

资料来源:Wind,中金公司研究部

图表3:业务基础设施板块市值近一年变化

注:统计截至时间为2024年7月17日

资料来源:Wind,中金公司研究部

基本面表现:运营商传统网络建设量承压,全球云厂商资本开支指引积极

运营商市场:传统网络建设需求下行,持续加码算力、数字经济投资

三大电信运营商2023年财报显示,2023年三家运营商整体服务收入稳健增长,产业信息化相关收入增长势能强劲,数字化、信息化转型加速。业务侧的结构性变化牵引其投资继续向算力网络、数字经济、服务国家战略方向加码。2023年三大运营商资本开支合计3,530亿元,同比增长0.3%;展望2024年,三大运营商总资本开支指引同比下降5.4%至3,340亿元,投资规模总量显现拐点,呈现稳中有降态势,但结构性变化持续,我们建议关注运营商算网建设带来的增量市场机会。

运营商云业务快速增长,算力网络投建力度持续向上。从业务侧看,2023年三大运营商云业务收入延续高增长,移动云/天翼云/联通云收入的同比增速分别为65.6%/67.9%/41.6%;IDC数据显示,2H23天翼云在中国IaaS、PaaS市场的市占率分别为12.9%、7.6%,移动云在IaaS市场的市占率超过AWS,位列第五,运营商在公有云市场的份额不断提升。资本开支方面,运营商投资重心持续向算力网络倾斜,如中国移动指引2024年算力网络投资额同比增长21.5%至475亿元。

图表4:三大运营商合计资本开支情况

资料来源:公司公告,中金公司研究部

图表5:运营商云业务收入高增长

资料来源:公司公告,中金公司研究部

国内传统无线投资放缓,运营商普缆采购量承压。无线网络方面,中国电信预计2024年移动网投资额同比下降15.7%,占资本开支比重同比下降4.5ppt至30.7%。5G相关投资额虽逐年减少,5G基站建设仍有序推进。有线网络方面,1H24国内运营商普通光缆采购量承压,我们判断普缆仍处于去库存阶段。整体来看,需求短期承压导致散纤的市场价下行,根据中国通信企业协会通信电缆光缆专业委员会统计数据,近一年散纤价格持续下跌,到2Q24跌幅收窄企稳。尽管如此,由于成本端有机硅等原材料持续降价,而头部光缆企业仍按照前一批次中标价格交付高价光缆产品,因此盈利能力有明显改善。展望后市,我们建议关注运营商普缆集采招标的动向,此外特种光纤需求有望保持较高景气,各家厂商均加快特种产品研发和市场成果转化。

云网市场:云厂商上调Capex预期,AI投资持续攀高

我们统计了全球头部云计算厂商资本开支情况:1)北美Top4云厂商(亚马逊、微软、谷歌、Meta)1Q24资本开支规模合计为442.89亿美元,同/环比增长30.5%/3.0%,超出我们和彭博此前一致预期,主要系AI和云基础设施投入力度加大。2)国内头部互联网厂商资本开支自1Q23以来环比持续回暖,1Q24国内头部3家互联网厂商资本开支合计43.24亿美元,同/环比分别增长142.66%/68.95%,整体规模接近1Q22的历史较高水平。

图表6:海外头部互联网厂商资本开支及同比增速

资料来源:彭博资讯,中金公司研究部

图表7:中国头部云厂商资本开支及同比增速

资料来源:彭博资讯,中金公司研究部

国内外大厂持续投入AI竞赛,有望驱动云资本开支继续上行。根据公开业绩会,各家资本开支指引持续向上,微软、谷歌、亚马逊表示2024财年未来几个季度资本开支或将高于1Q24水平,全年资本开支有望显著增长,微软和谷歌亦指引2025年资本开支将延续增长;Meta上修2024年资本开支预期至350-400亿美元(前指引300-370亿美元),并指引2025年支出进一步增长。参考彭博一致预期(截至2024/6/24),2024/2025年北美头部四家云厂商合计资本开支预计达到2023/2216亿美元,较年初预期(2024/1/22)上修18.0%/19.8%。

经营造血机能支持短期投资扩张,长期关注商业正循环模式对AI硬件的可持续需求。2019-2023年,亚马逊、微软、谷歌和Meta的资本开支占经营性净现金流的比重均值分别为87%、28%、34%和43%,1Q24四家公司这一比例分别为79%、34%、42%和33%,虽资本开支持续增加,但该比例并未明显超出过去5年平均水平,甚至部分厂商仍不到历史均值,我们认为这反映了北美头部云厂商AI资本开支扩张的同时,经营性的“造血机能”也在稳健增强,短期可覆盖投资的增加。长期来看,随着生成式AI由大模型创新逐渐向应用推理过渡,我们观察到GPT-4o以及国内的诸多大模型,开启了以价换量的思路,对AI算力硬件的整体需求有望持续增长。

图表8:海外头部云厂商资本开支一致预期

资料来源:彭博资讯,中金公司研究部

从服务器数据来看,AI服务器需求持续高增,通用服务器呈现复苏态势。通用服务器方面,市场呈现复苏态势,上游原材料市场回归同比正增长通道。AI服务器方面,AI大模型推动需求持续升温,牵引头部云厂商资本开支进入扩张周期,此外,2Q23以来GPU厂商英伟达数据中心营收同比增速维持高位。根据IDC,1Q24全球服务器市场出货量同比增长6%,市场规模同比增长32%,我们判断增速错配的主要原因是单价相对较高的AI服务器占比提升;此外,根据TrendForce,服务器需求将在第二季至第三季呈现增长态势,认为此前AI服务器对通用服务器需求形成的挤出效应有望逐步淡化。对于国内市场,根据IDC,1Q24中国x86服务器市场销售额同比增长23.3%;根据TrendForce,国内云厂商的服务器持续回暖,字节因新业务需求拉大全年服务器采购,阿里及腾讯在换机周期的驱动下上修服务器整机订单。展望下半年,我们看好AI服务器加速放量,认为通用服务器的回暖趋势有望持续。

图表9:1Q20-1Q24全球服务器市场出货量

资料来源:IDC,Bloomberg,中金公司研究部

2024下半年展望#1:中国AI市场关注国产算力、数智化转型等机遇

国产算力:国产大模型加速迭代升级,国产算力提速

国产大模型数量加速增长,朝着大参数、长文本、多模态趋势演进。根据国家网信办提供的备案数据,2023年8月至2024年3月末,国内备案大模型总数达到117个。2023年以来,国产算力及智算中心的发展受到了国家及地方政府的高度重视,一系列政策文件相继出台,旨在推动算力基础设施的高质量发展。

图表10:2023年以来各省市国产算力相关政策及动态梳理

资料来源:北京市人民政府官网,新华网,广东省通信管理局,江苏省通信管理局,河南省发改委,贵州省大数据发展管理局,山东省人民政府官网,安徽省人民政府官网,中金公司研究部

从AI加速芯片的供应商来看,根据IDC及芯智讯,2022年英伟达在中国AI加速卡市场份额为85%,国产化率约为13%-15%;2023年上半年,中国AI服务器芯片国产化率下降到10%左右。我们判断主要原因在于,ChatGPT驱动的大模型训练浪潮使得高端训练服务器的需求增长,国产厂商性能相对薄弱,占比有所下降。

目前英伟达等海外厂商占据全球AI算力芯片的主导地位,英伟达不断改进芯片架构,从V100到GB200系列芯片在核心数量、算力水平、工艺制程等方面均有大幅提升,并利用CUDA构建生态优势;国内AI芯片在表观数据逐步与国际龙头靠拢、缩小差距,但在硬件性能、系统生态方面仍与全球领先水平存在一定差距。我们认为,随着国产GPU算力的持续提升及生态建设的完善,国产算力的发展空间广阔。

图表11:国产云端 AI 芯片技术指标与海外产品对比

资料来源:各公司官网,智东西,海光信息公司公告,新智元,中金公司研究部

全球供应链面临不确定性,国产算力迎发展机遇。2023年10月,美国商务部工业与安全局(BIS)发布一系列针对中国的先进计算和半导体制造物项的出口管制规则,以总处理性能(TPP,total processing performance)和性能密度(PD,performance density)作为判断指标。我们认为,全球供应链面临一定的不确定性,国产算力或迎来发展机遇。

政策端鼓励的国产化算力硬件采购给国产算力硬件系统生态快速进步提供了条件。先前,中国算力芯片、硬件系统虽在宽松的资本市场环境支持下得以快速发展,但产品并未得到实际检验,在新品定义上可能与实际市场需求存在偏差,系统生态较为薄弱。我们认为,面临当下云端AI芯片国产化迫切的需求,政府、运营商等客户可为算力硬件提供商提供难得的商用机会和及时的产品反馈,对于芯片、算力硬件系统研发迭代具有正向作用,能够快速帮助国产产品从“能用”走向“好用”,并有望在更加商业化的市场逐步渗透。

运营商AI服务器集采呈现明显扩容,呈现向国产芯片倾斜的趋势。2023年下半年以来三大运营商陆续启动大规模AI服务器集采,其中,中国电信(2023-2024年)预计采购4,175台AI服务器,2024-2025年集采中AI服务器预计采购量达到13,135台,中国联通启动AI服务器集采(预计采购2,503台),中国移动启动2024-2025年新型智算中心集采(预计采购7994台)。2024年3月中国电信天翼云上海临港国产万卡算力池正式启用,这是国内首个正式投入运营的国产单池万卡液冷算力集群[1],中国移动智算中心(呼和浩特)部署AI加速卡约2万张,AI芯片国产化率超85%[2]。我们认为在运营商AI服务器采购和国产化率提升的大背景下,国产AI芯片产业链有望持续受益。

图表12:运营商AI服务器集采项目

资料来源:三大运营商采购官网,C114通信网,中金公司研究部

国内头部CSP厂商进入资本扩张周期,为AI算力需求提供支撑。头部CSP厂商是中国AI服务器的主要需求方,根据Trendforce,2023年全球AI服务器的需求方中,百度/字节/阿里巴巴/腾讯构成的BBAT占全球总需求量约8.5%。从资本开支的层面看,彭博一致预期(截至2024/6/24)显示,2024年中国头部两家云厂商合计资本开支预计达到135亿美元,较年初预期(2024/1/22)上修10.5%。我们认为,国产AI算力芯片可用性的逐步提升,有望切入头部CSP厂商供应链;而头部CSP厂商的资本开支在经历两年的调整后或将重回扩张轨道,也为国产AI算力提供了需求支撑。

图表13:中国头部云厂商资本开支

资料来源:彭博资讯,中金公司研究部

服务器厂商多元布局底层国产AI加速芯片,头部品牌厂商基本实现大范围适配。

图表14:服务器厂商与国产AI加速芯片适配情况

资料来源:美通社,壁仞科技官网,摩尔线程官网,寒武纪公司公告,新华三官网,京报网,昇腾官网,海光信息官网,Wind,中金公司研究部

新质生产力:AI驱动提质增效,赋能数智化转型

AI赋能产业数智化转型,推动新质生产力发展。控制成本方面,随着人均工资的持续提升,企业面临的用工成本攀升,AI赋能企业生产线及业务流程数智化转型,在部分重复性高、机械性强、危险性大的工作流程中实现对人工的补充;在提升效率方面,企业实施数字化转型能够更好地应对挑战并提升市场竞争力,根据IDC,数字化转型使得85%的中国企业财务收入改善超过5%,改善超过10%的企业数量占比达到48%。

图表15:AI对工业检测端的影响

资料来源:Capgemini Research Institute,SCCEU官网,中金公司研究部

政策加码构建新质生产力,带动新一轮供给侧改革。2024年3月1日,国务院常务会议,审议通过《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》[3],提出要推动先进产能比重持续提升。我们认为,政策频出支持企业数智化转型并配套相应的资金支持,有望加速新质生产力的建设落地,AI作为新质生产力的重要构成推动生产力升级,利好赋能企业数智化转型的厂商。

AI应用落地推动物联网渗透率的持续提升。市场空间方面,物联网连接数持续扩容,根据爱立信,全球蜂窝物联网连接数有望由2023年的34亿增长至2029年的67亿,CAGR达12%。受宏观经济等因素影响,2023年蜂窝通信模组的短期需求表现相对疲软,2024年呈现复苏态势,根据Conterpoint,1Q24全球蜂窝物联网模组出货量同比增长7%,其中中国与印度市场得益于智能表计、销售点终端设备、资产跟踪设备、路由器及客户终端设备等细分行业景气成为需求的主要驱动力。竞争格局方面,国内厂商在全球蜂窝通信模组市场继续占据主导,根据Counterpoint,1Q24移远通信以37.1%的市占率保持全球龙头地位,广和通以6.9%的市占率位居第二。我们认为,通信模组作为设备入网的关键组件,市场空间有望持续增长。

图表16:全球蜂窝物联网模组市场份额变迁(按出货量)

资料来源:Counterpoint,中金公司研究部

2024下半年展望#2:大模型迭代升级,核心AI云端硬件需求保持高景气

AI产业:大模型向多模态演进,云端硬件需求持续升级

大模型创新向探索Scaling Law和工程优化两个方向并举前行:

► Scaling Law持续有效,规模扩张仍是大模型求新的重要方向。迁移到多模态领域,Scaling Law依旧存在。我们认为,在Scaling law持续有效的前提下,为达到更为强大的视频生成能力,在以Sora为代表的文生视频模型持续迭代过程中,模型规模扩张将成为大势所趋,所需算力规模也将随之增长,对硬件提出更高要求,在下文中我们会呈现具体分析说明。

► 追求工程优化、提升硬件利用率或成为长期方向。当下行业对算力硬件性能、成本的衡量以训练导向逐渐转为推理导向,系统工程能力也正不断强化:为获得更低的硬件利用率,降低推理成本,优化显存、实施算子融合/算子实现优化、低精度(量化)推理、分布式推理均是主流实现方式。我们认为算力硬件市场有望随应用落地步入以价换量时代,市场规模或将持续增长。

Sora引领文生视频应用的跨越式发展。OpenAI于2月发布文生视频大模型Sora,点燃市场对多模态大模型的关注度。Sora的表现超越了市面上其他文生视频模型:1)生成视频时间长,Sora可以生成长达1分钟的视频;2)文字理解能力强。Sora利用GPT将用户的简短提示转换成更长的详细说明,然后发送给视频模型,因此Sora能准确解释提示,并生成能表达生动情感的引人注目的角色;3)视频稳定性、一致性、流畅度大幅提升。Sora给出的视频样例中,视频中的人物或物体均保持稳定,Sora还能在单个生成的视频中创建多个镜头,准确地体现角色和视觉风格;4)对现实世界的模拟能力。Sora能够在一定程度上理解和模拟真实世界的物理运动。

GPT-4o进一步打造端到端的多模态能力。在GPT-4o之前,GPT-4也可实现语音模式交互,实现方式是通过三个独立模型:一个简单的模型将音频转为文本,GPT-4接收文本并输出回复文本,再一个简单模型将文本转为音频进行输出。这一过程意味着GPT-4将丢失大量信息,如无法直接观察音调、背景噪音,也无法输出歌声、笑声等表达情感。而GPT-4o在文本、视觉和音频上端到端训练模型,所有的输入和输出均由一个神经网络处理,实现了出色的视觉和音频理解能力,如感受到呼吸和情感,并可以控制其输出的声音,比如发出激动、平缓或者机器人的声音等。具体性能测试方面,根据OpenAI,GPT-4o在文本、推理和编码等方面均实现了GPT-4 Turbo级的性能,并在音频、多语言和视觉等多模态功能上达到了新的水平。

多模态大模型的发展和加速落地,或将成为长期推动云端网络性能需求的重要驱动力。

网络迭代进一步加速,2026年可能出现3.2T网络。根据英伟达在ComputeX 2024的公开演讲,英伟达从2024-2026年计划发布Spectrum-X800 (51.2T)、X800 Ultra (51.2T)、X1600 (102.4T)交换机,并在2026年发布CX9网卡(1.6T,可实现3.2T网络),实现从万卡、十万卡到百万卡集群的连接。我们看到英伟达在网络方案中不断加强对以太网的重视程度,同时网卡和交换机一年一升级,与GPU和Nvlink升级节奏相匹配,至2026年或将配套CX9网卡出现3.2T网络的商用。我们认为光通信产业加速更迭,整体利好已与海外头部客户构建稳定合作关系的光模块供应商,技术优势和先发优势有望愈发凸显。

图表17:Spectrum-X年度迭代计划

资料来源:英伟达ComputeX 2024公开演讲,英伟达官网,中金公司研究部

迭代升级:低功耗需求牵引升级新方向,关注液冷、硅光、LPO等方案

AI发展牵引算力高增,降低光模块能耗的诉求日益迫切。AI大模型训练的执行需要大规模的GPU阵列,算力高速增长随之带来能耗的快速攀升。随着通信速率的提升,传统分立式可插拔光模块的功耗呈现增长态势。我们认为在数据中心降低整体能耗的压力下,如何降低光连接部分的功耗、提高集群能效比变得日益重要,硅光、LPO/CPO等光模块新技术迭代加速。

硅光模块在功耗、成本等方面具备优势,更优匹配AI场景需求。传统光模块以分立器件为核心,制备工序包含多道贴片、打线等,具有性能好、工艺成熟的优点,但集成度较低、总体积庞大,且功耗随着速率提升、器件数量和复杂度提升而快速增长。硅光模块以硅光芯片为载体,将原本分离的众多光电器件缩小、集成,实现高集成度、低成本、高速率的光传输。

拆分各环节来看,硅光模块相比于传统模块的差异体现在:1)激光器:传统光模块中,EML激光器集成调制功能,分立式封装在模块的发射端,硅光模块中使用III-V组化合物制备的CW激光器集成在硅光芯片上;2)调制器:硅光方案中,调制器一般直接制备在硅光芯片当中;3)探测器:从III-V族材料转变为SiGE等硅基材料;4)无源器件:硅光芯片可集成光波导、耦合器、波分复用等器件,高集成度明显简化组装工艺。硅光模块具有低功耗、低成本的优势,我们测算相比同规格的EML产品,其在总成本和功耗上均有10-20%的节约,在数通市场能够更好地适配大规模AI集群控制功耗和成本的诉求。

图表18:硅光模块工序——从硅光芯片到硅光模块(3D封装形式)

资料来源:ASE官网,中金公司研究部

硅光模块有望随1.6T时代迎来跨越式发展。近几年来,随着硅光Fabless生态加速完善,产业分工效率提升;部分传统光模块的领先厂商经过多年的技术积累和商业发展,已在商用硅光产品上实现了有效的追赶,我们预计其有望凭借更好的成本管理能力和均衡意识,加快推动市场化进程。我们认为,需求侧,当前英伟达等海外大客户对硅光方案的认可度较高,供给侧,自1.6T时代起,硅光方案的成熟时点有望与EML方案拉进,有望在初代方案中开启放量。我们预计2025年起,随着1.6T光模块需求快速放量,新一代硅光模块的商用引领企业,与海外头部客户共同开发的硅光产品或将加速渗透。

结合LightCounting数据,我们预计在400G以上的高速数通光模块市场中,硅光的渗透率有望从2022年的15%提升到2028年的48%,从渗透率曲线来看,硅光在高速数据中心市场的应用有望在2025年迎来跨越式发展。对应到硅光模块的市场空间,我们认为有望从2022年的2亿美元,增长至2028年的80亿美元。其中,核心部件CW光源、硅光芯片的市场规模有望在2028年分别达到3.9亿美元、6.3亿美元。

图表19:400G+高速数通光模块市场硅光渗透率预测

资料来源:LightCounting,中金公司研究部

图表20:高速数通硅光模块带动CW光源、硅光芯片需求成长

资料来源:头豹研究院,源杰科技公告,中际旭创公告,中金公司研究部

LPO方案省去DSP,因低功耗得到行业广泛关注。LPO(Linear-drive Pluggable Optics,线性驱动可插拔光模块)通过线性直驱技术代替DSP芯片,在Driver(驱动芯片)和TIA(跨阻放大芯片)上分别集成CTLE(连续时间线性均衡器)和Pre-emphasize(预加重)功能、并在网络设备ASIC SerDes侧内置均衡和自适应补偿功能。我们认为,LPO的优势主要体现在:1)低功耗:DSP的能耗较高,根据Arista在OFC 2023展会上展示的数据,LPO光模块相较于传统光模块功耗下降了约50%;2)低成本:硬件层面减少了DSP的使用,系统总成本下降;3)低延时:由于不涉及DSP对信号进行复原的过程,时延大幅下降;4)可靠性较高:LPO仍采用可插拔形式,和CPO方案相比维护方便、可靠性更高,且可以利用成熟的光模块供应链,当前商业化进度领先于CPO。

LPO的不足在于:1)性能逊色于传统含DSP方案,在单波200G工作场景下,LPO的系统误码率较高;2)传输距离短,使用场景受限;3)电接口、光接口标准尚未统一,并且,由于LPO光模块内部不含DSP,需要交换侧参数更复杂的SerDes来实现直接驱动和信号补偿,因此需要交换机、网卡以及交换芯片厂商更多的配合,以实现不同厂商网络设备之间的互联互通。为解决互操作性问题,我们观察到LPO标准化工作加速推进,2024年3月21日,中际旭创、新易盛、光迅科技等光模块厂商与Arista、英伟达、Cisco等网络设备及芯片厂商联合成立LPO多源协议(MSA),涵盖电气和光学规范,我们认为LPO技术规范的完善和标准化,有望推动LPO实现批量商用。

图表21:传统光模块与LPO光模块信号链路对比

资料来源:Fibermall,《112G LPO光模块应用白皮书》(开放数据中心委员会,2023年9月),中金公司研究部

LPO产品稳步落地,有望迎来商业化部署阶段。各大光模块厂商积极推出LPO产品,如中际旭创在OFC 2024上展示了搭载自研硅光芯片和线性Driver/TIA的1.6T LPO,新易盛展示了业界首款4x200G LPO并宣布8x100G LPO进入量产阶段;锐捷、新华三等网络设备厂商不断完善与LPO光模块之间的互联测试,推出支持LPO的51.2T交换机;Macom等厂商推出能够用于LPO光模块的高线性Driver、TIA以补偿DSP功能。下游客户中,我们观察到英伟达对LPO方案的态度较为积极,根据LighCounting报告,英伟达计划在2024年内在其人工智能集群中规模部署LPO;字节、Meta等云厂商亦对LPO方案给予了一定关注。我们认为,AI数据中心建设快速拉升800G+光模块需求,为应对通信传输速度提升而带来能耗的显著攀升、以及短期100G EML/VCSEL、DSP等上游核心物料较为紧张的供应形势,LPO+硅光方案的产业端验证和部署进度有望加速。

图表22:LPO产业进展一览

资料来源:各公司公告,各公司官网,讯石光通讯网,LightCounting,中金公司研究部

LPO与传统方案并存,在特定短距场景中的渗透率有望提升。我们认为,单模LPO基本能满足500m以内的传输要求,凭借其低功耗、低时延、低成本的优势,有望应用于数据中心特定的短距离互联场景,与传统可插拔光模块共存。我们预期LPO于2024年在AI集群中实现首次部署,2025-2026年LPO(包含AOC产品)出货量有望实现强劲增长;随着下一代3.2T网络的商用落地、叠加CPO产业生态的成熟,高度集成的低功耗、高性能CPO方案有望在2027年迎来大规模上量。结合LightCounting数据及我们的测算,我们预期2024-2026年LPO光模块出货量有望分别达到43、162、185万只,占800G及以上光模块总出货量的比重从4%提升至11%。

服务器功耗需求持续演绎,液冷生态加速形成。芯片层面,以英伟达、英特尔等为代表的主流芯片厂商推出的芯片功耗快速提高,其中,英伟达2022年发布的H100芯片最大TDP可达到700W[4],而2017年推出的V100及2020年推出的A100最大TDP分别为300[5]及400W[6]。服务器层面,AI服务器通常采用CPU+GPU/FPGA/TPU等异构架构,使用大量高功率的高性能芯片,整机功率相较通用服务器大幅提升。以英伟达DGX H100服务器为例,其搭载8颗英伟达 H100 Tensor Core GPU以更大限度地提高AI吞吐量,最大系统功耗可达到10.2kW[7];作为对比,浪潮信息通用服务器NF5180M6的电源功率为550W-1300W[8]。我们认为,芯片功耗及服务器系统功耗的大幅提升对服务器的散热能力提出更高的要求,有望带动散热方式向液冷演进。

相较于传统的风冷散热,液冷散热的优势在于: 1)在散热效率方面,液冷散热通过液体吸收并带走GPU等算力硬件产生的热量,能够提升散热效率从而降低总能耗;2)在计算密度方面,由于液冷散热无需为风扇等预留大量空间,允许高密度部署计算单元,减少占地面积,此外更紧凑的硬件布局也有利于缩短计算单元之间的物理距离,降低信号传输延迟。我们认为,液冷作为散热效率更高的方式,凭借提升算力部署密度及降低系统功耗的优势,有望实现对传统风冷的替代,伴随AI算力规模增长实现高速增长。

图表23:英伟达产品功耗

资料来源:英伟达官网,中金公司研究部

液冷渗透率提升为大势所趋,行业加速落地。2024年GTC大会上,英伟达在发布了GB200 NVL72,作为一套多节点液冷机架级扩展系统,能够实现720 petaflops的AI训练性能及1,440petaflops 的推理性能,由18个Tray组成,每个Tray均包含2块Grace CPU及4块Blackwell GPU并配置液体冷却。我们认为,此次英伟达液冷散热方案的引入有望成为里程碑,印证液冷技术优越性的同时也进一步打开了市场想象空间。

2024下半年展望#3:关注运营商5G-A和骨干网升级

5G-A:网络性能增强,有望带动产业数字化及上游元器件升级

蜂窝网络向5.5G/6G演进,通信基建产业链有望迎来新机遇。2024年6月18日在上海举行的3GPP RAN第104次会议上,3GPP R18正式宣布冻结。我们认为,首版标准的冻结推动5G-A迈入商用元年,运营商的5G-A的商用部署有望加速。我们认为,2024年是5G-A核心技术应用探索、ICT厂商产品矩阵完善的关键时点,建议投资人积极关注潜在的产业链进展。

5G-A是5G网络的重要升级,为6G技术方向探路。5G-Advanced(简称5G-A或5.5G)是现有5G的进一步增强,根据IMT-2020(5G)推进组[9],与5G基础版本相比,5G-A有望使上下行速率提升10倍、连接密度提升10倍、时延进一步降低,并将定位精度提升至厘米级。同时,根据IMT-2030(6G)推进组[10],6G移动通信网络将有望实现几十Gbps的用户体验速率、100个/m2的连接密度、亚毫秒级空口时延与厘米级感知定位精度。我们认为,5G-A作为承上启下的过渡阶段,是面向6G性能愿景所做的先行探索,在加速各行业数字化转型的同时,有望为6G技术的未来演进探明方向。

图表24:5G/5G-A/6G关键性能指标对比

资料来源:IMT-2020(5G)推进组《5G愿景与需求白皮书(2014年)》,IMT-2020(5G)推进组《5G-Advanced场景需求与关键技术白皮书(2022年)》,IMT-2030(6G)推进组《6G典型场景和关键能力白皮书(2022年)》,MWC23,新浪科技,中金公司研究部

在产业界的共同定义下,目前5G-A已经形成了包括下行万兆、上行千兆、毫秒级时延、千亿联接、通信感知一体化、内生智能等能力愿景。我们认为,5G-A有望助力通信基础设施的完善并推动产业升级,赋能产业数智化转型。

5G-A对网络通信速率的要求成10倍提升,高频段通信有望迎来加速落地。我们认为,与5G基础版本相比,5G-A旨在实现“下行万兆”与“上行千兆”的通信速率,毫米波、6GHz等高频段通信有望迎来加速落地。

以毫米波、6GHz为代表的高频段演进导致的覆盖问题成为5G-A系统设计的关键难点,同时 “下行万兆”的目标对空域天线资源的利用效率也提出了更高要求,我们认为,ELAA-Massive MIMO或将成为5G-A万兆连续覆盖的必选解决方案。

400G骨干网:商用元年,助力东数西算枢纽互联

通信传输能力升级是落实东数西算的关键。我国数据中心存在东西部发展不协调的问题,为优化现有数据中心布局,国家发改委于2022年正式启动“东数西算”工程,将东部算力需求有序引导至西部。目前西部网络传输水平仍弱于东部,我们认为要实现“东数西算”的高质量推进,其核心在于提升西部的网络运力水平,构建大带宽、低时延、高可靠的高速运力大动脉。

配合东数西算,骨干网向400G全光网升级。OTN技术向400G迭代,根据中国移动《下一代全光骨干传送网白皮书》,波特率提升后,单波频谱间隔也需要提升,需要将频谱拓展至C6T+L6T。三大运营商纷纷开展实验试点,中国移动率先开启商用部署,2023年底,中国移动完成了首次400G骨干网OTN设备集采;2024年3月8日,中国移动宣布其自主研发的北京至内蒙古400G OTN省际骨干网链路正式贯通、进入商用,并于年中实现全国8大东数西算枢纽互联互通,标志着400G骨干网商用的元年开启。落实到产业链硬件侧,我们建议关注传输设备、光纤光缆、相干光模块及光放大器的积极催化。

2024下半年展望#4:国内卫星建设加速,产业迎催化

卫星侧:我国卫星星座建设进程加速

政策端持续发力,推动卫星互联网产业加快落地。今年以来,全国各省市进一步细化卫星互联网的规划部署,成都、北京、重庆等地相继围绕“星、网、端、用”发布行动计划,以期进一步完善我国整星制造能力、星地融合能力、地面终端技术并推动应用落地创新。我们认为政策推动下,我国卫星互联网产业落地有望进一步加快。

图表25:中国卫星通信政策梳理

资料来源:各政府官网,中金公司研究部

海内外卫星建设不断加码。由于频轨资源稀缺、国际上采用“先登先占”的原则,各国对卫星互联网,尤其是低轨卫星星座的建设持续加码。根据Bryce Tech数据[11],2023年全球新增卫星发射数2860颗,同比增速接近20%,卫星发射数量保持快速增加之势。分国别看,2014-23年累计发射卫星中,美国、中国分别占比74%、7%,且美国的领先份额持续提升,主要由于Starlink星座规模在快速扩张(2014-23年累计发射卫星中Starlink占比高达56%)。Satellitemap[12]显示,截至2024年6月1日,Starlink在服务中的卫星数量达4811颗(2023年6月初为3560颗,增长35%),不仅是全球规模最大的低轨卫星星座系统,同时处于持续扩容中。

图表26:历年Starlink星链卫星发射数量

资料来源:Satellitemap,中金公司研究部

我国有望进入卫星密集发射期,卫星产业链公司同步受益。仅GW、G60两张网即规划了约2.8万颗卫星的发射规模,根据ITU“申报后2年内需发射10%、5年50%、7年100%”的规定,在我国卫星发射场扩容并就绪的基础上,我们认为未来两年有望进入卫星发射密集期。我们认为随着我国卫星星座规模的完善与扩大,地面设备与卫星服务两个领域有望迸发出更大的增长潜力,建议关注地面设备(如手机直连卫星、汽车直连卫星等)、卫星服务(通信、导航、遥感等应用)环节的投资机遇。

应用侧:NTN技术得到验证,星地融合大势所趋

3GPP NTN技术验证通过,为手机直连卫星的实现和6G星地融合组网奠定基础。NTN是3GPP在R17阶段制定的基于新空口技术的终端与卫星直接通信技术,基于3GPP NTN技术的手机直连卫星,较多模终端、定制基站+高性能卫星等方案优势明显,我们预计未来手机直连卫星将主要沿着这条技术路线发展。2024年2月,两颗搭载中国移动星载基站和核心网设备的天地一体低轨试验卫星成功入轨[13];6月,中国移动联合中兴通讯、紫光展锐完成手机直连高轨卫星语音通话验证[14]。我们认为标志着3GPP NTN技术商业化部署进程正在提速,为手机直连卫星和6G星地一体融合组网的实现奠定基础。

时空信息集团正式成立,有望实现卫星各类服务的畅通与统一。我们认为,中国时空信息集团的成立有望实现三大股东在卫星领域的资源拉通与整合,应用侧能将导航、通信、遥感三大功能充分融合,有利于产业链与生态系统的发展。

商业前景广阔,率先探索手机直连卫星、汽车直连卫星。卫星通信具有覆盖面积广、通信传输距离远等优势,可用于支持远洋航运、航天航空等特定场景。此外,低轨卫星建设加速和手机直连卫星、汽车直连卫星技术的发展也为卫星互联网打开大众消费市场提供了基础

图表27:Mate 60 Pro/Pro+支持卫星通话

资料来源:华为官网,中金公司研究部

2024下半年展望#5:企业出海引领新成长

内外部宏观环境变化,加速企业出海发展步伐

国内需求偏弱,富余产能谋求海外需求承接。我们认为,部分行业产能相较于内需或已呈现富余,在技术和制造能力具有优势的背景下,向海外探索更大的市场是可行之路。

产业链出海,以应对全球形势变化。近年来一些发达国家“逆全球化”思潮渐起,一方面由于发达国家逐渐意识到制造业转移带来的产业空心化问题,开始引导制造业回流本国;另一方面,为了保持自身在关键领域的全球竞争力,发达国家对新兴竞争对手施加贸易限制。在此背景下,越来越多的中国公司将产业链转移至东南亚、欧洲、美洲等地区。向东南亚、美洲转移产能,当地配套虽然有限,但是企业能够享受转入地的低关税政策,同时劳动力成本、土地成本、环保成本等经营成本也会下降,增厚利润空间。向欧洲转移产能,企业虽然不能享受更低的经营成本,但是能够直接面向下游市场(例如德赛西威在欧洲建厂,欧洲是汽车生产的重要基地),有助于公司市场份额的扩大。在内需较低、外部贸易环境复杂的情况下,产能出海成为中国公司面对贸易新形势的应对之法。

以史为鉴,中国优势产业出海具有全球竞争力

依托具有比较优势的产业,中国有望在全球市场中占据有竞争力的份额。相较于海外发达国家,中国人口红利带来的劳动力成本优势叠加竞争推动的技术创新,使得中国产品具备较优的性价比。此外,中国新兴产业蓬勃发展,在位厂商积极拥抱智能化。我们认为,中国的消费者乐于拥抱智能化体验,驱动供给端积极融合AI功能,产品竞争力得以提升。我们认为在出海过程中,中国厂商有望凭借自身产品优势,在全球市场占据优势份额。

图表28:全球1Q24消费级摄像头出货量排名

注:此处“海康威视”指海康威视旗下消费级品牌萤石资料来源:IDC,中金公司研究部

风险提示

信息基建投资不及预期。信息基础设施建设是促进当前经济增长、打牢长远发展基础的重要举措。若信息基建投资力度不及预期,或影响5G、物联网、工业互联网等通信网络基础设施的发展,以及人工智能、云计算等新技术基础设施的长远发展。

AI等新技术发展的不确定性。随着全社会数字化转型及智能化渗透率的提升,人工智能持续赋能各行各业。而人工智能依赖于海量数据进行模型训练及推理应用,推动全社会算力需求提升,拉动服务器、网络设备等上游硬件基础设施投资水平向上。如果人工智能发展及应用落地不及预期,可能会使上游硬件设备受到需求侧的压制,发展不及预期。

贸易及科技摩擦。5G标准等领域已是中美两国竞争的重点领域,近几年美国又将部分安防、服务器等企业列入实体名单。贸易及科技摩擦的不确定性或影响相关企业的供应链安全及全球化销售。

[1]http://www.chinatelecom.com.cn/news/yunjisuanjisuanli/202404/t20240409_81980.html

[2]http://www.huhhot.gov.cn/slb_53690/zwgkslb/zwgkslb/202405/t20240502_1700688.html

[3]https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202403/content_6935504.htm

[4]https://www.英伟达.com/en-us/data-center/h100/

[5]https://images.英伟达.com/content/technologies/volta/pdf/volta-v100-datasheet-update-us-1165301-r5.pdf

[6]https://www.英伟达.com/en-us/data-center/a100/

[7]https://images.英伟达.cn/aem-dam/zh_cn/Solutions/data-center/ai-for-enterprise-dgx-h100-datasheet-英伟达-a4-2146027-r3-zhCN.pdf

[8]https://www.ieisystem.com/global/file/2024-04-22/17137664413012c975afc8e82c47a998018f0470a1557cf3.pdf

[9]IMT-2020(5G)推进组,《5G-Advanced场景需求与关键技术白皮书》,2022年

[10]IMT-2030(6G)推进组,《6G典型场景和关键能力白皮书》,2022年

[11]https://www.ucsusa.org/resources/satellite-database

[12]https://satellitemap.space/

[13]https://mp.weixin.qq.com/s/m2Xy4iVTwe1yE1b_4Ky3vw

[14]https://www.cnii.com.cn/gxxww/rmydb/202406/t20240627_580573.html

文章来源

本文摘自:2024年7月19日已经发布的《通信设备2024下半年展望:海内外AI高景气共振,传统电信业务关注结构性升级》

陈昊 分析员 SAC 执证编号:S0080520120009 SFC CE Ref:BQS925

彭虎 分析员 SAC 执证编号:S0080521020001 SFC CE Ref:BRE806

李诗雯 分析员 SAC 执证编号:S0080521070008 SFC CE Ref:BRG963

朱镜榆 分析员 SAC 执证编号:S0080523070002

郑欣怡 分析员 SAC 执证编号:S0080524070006

孔杨 联系人 SAC 执证编号:S0080122110018

杜文欣 分析员 SAC 执证编号:S0080523070018 SFC CE Ref:BTK674

夏依琳 联系人 SAC 执证编号:S0080123060005 SFC CE Ref:BUL745

法律声明

0 阅读:0

情怀不该

简介:感谢大家的关注