算力时代下光模块降本降耗趋势愈发凸显

    　　算力需求提升带动网络带宽成倍提速，数据中心能耗呈指数型增长。据咨询机构Tirias Research 建模预测，到2028 年数据中心功耗将接近4250MW，比2023年增加212 倍，数据中心基础设施加上运营成本总额或超760 亿美元。

    　　数据中心的能耗主要体现在IT 设备。IT 设备占数据中心整体的能耗达45%，其中服务器类约占50%，存储系统约占35%，网络通信设备约占15%。

    　　高性能交换芯片和光模块的使用导致网络设备功耗大幅增加。根据Cisco 的数据显示，2010-2022 年全球数据中心的网络交换带宽提升了80 倍，相对应交换芯片功耗提升约8 倍，光模块功耗提升26 倍，交换芯片SerDes 功耗提升25 倍。

    　　LPO 线性直驱成为短距离场景下针对DSP 功耗问题的重要解决方案LPO 是对含有DSP 设计的高速热插拔以太网模块的改进。LPO 通过使用性能提升的TIA、Driver 芯片，剔除高速率可插拔模块携带的DSP，带来模块功耗下降。

    　　LPO 的主要壁垒在于电芯片，应用场景局限于短距离连接场景。目前全球主要的电芯片供应商为Macom、Semtech 以及美信，应用场景主要限于短距离（50m内）的连接场景。

    　　目前国内的布局LPO 的厂商主要为剑桥科技和新易盛。剑桥科技与电芯片龙头Macom 建立了供应链合作关系，预计2023 年下半年首批基于硅光的LPO400G/800G 产品实现小批量出货。

    　　CPO 是超高速场景下的颠覆性降耗技术，海外龙头布局领先数据中心带宽的增长导致高频电链接距离问题愈发突出。为了保障信号的高质量传输、优化SerDes 功耗，交换芯片和光模块之间的封装距离需要进一步缩短。

    　　3D 封装是目前CPO 技术研究的热点和趋势。3D 封装可以实现更短的互连距离、更高的互连密度、更好的高频性能、更低的功耗以及更高的集成度。博通称采用CPO 的结构可以节约40%的功耗和40%的每比特成本。

    　　国内企业进入CPO 领域较晚，在产品开发进度及技术研究方面相对海外存在明显的差距。目前还没有CPO 相关的产品推向市场，高端产品主要产品集中于400G/800G 的硅光模块。

    　　薄膜铌酸锂有望成为高速率场景下高效调制器的重要选择薄膜铌酸锂目前国内还处于研发阶段，离产业化还有距离。基于混合集成思路，在硅片上局部键合薄膜铌酸锂制作调制器，有望充分利用铌酸锂材料高电光系数的特性，实现成本与性能的兼顾，成为未来高速率场景下的重要方案。

    　　受益标的：剑桥科技、新易盛、中际旭创、光迅科技、锐捷网络以及光库科技等。

    　　风险提示：电芯片及光芯片的供应链风险；云厂商资本开支不及预期的风险等。