1. AI 新纪元:多模态大模型算力持续膨胀,算力基础设施增长确定性高
1.1 北美大模型研发高迭代,算力需求继续数量级增加
自 ChatGPT 引发算力革命起来,大模型保持快速迭代升级。从发展历史来看,大语言模型LLM发展共经历了统计学语言模型、神经网络语言模型、预训练语言模型和大型语言模型四个阶段,大型语言模型的参数权重大幅提升,目标是解决真实世界中的各种复杂问题。大型通用语言模型的发展仍将继续,并往原生多模态发展,近年来大模型数量呈现喷井式增加。
目前大模型模态种类持续增加和参数量不断增加。模态方面,大模型朝多模态方向演进。多模态大模型是指可以处理来自不同模态(如图像、语音、文本等)的多种信息的人工智能模型,未来的多模态具有更丰富的输入输出维度,并且将远超人脑可以处理的信息类型。香港中文大学多媒体实验室联合上海人工智能实验室提出的 Meta-Transformer 通过统一的编码方式,以同一套参数处理文本、视频、音频等12种模态,而无需为每种模态设计特定的模型或网络;2023 年 3 月,超大规模多模态预训练大模型GPT-4发布,兼具多模态理解与多类型内容生成能力;12 月 6 日首个原生态大模型谷歌的Gemini 发布,其最大的亮点在于模型从一开始就被创建为多模态模型,而非以往将针对不同模态训练单独组件组合起来。随Gemini 发布,未来多模态将进一步成为大模型探索的重点方向,算力需求将迎来新一轮攀升。
GPT5/Gemini 等最新多模态大模型训练所需算力进一步提升。根据浪潮信息统计,2018-2022年模型参数量从 94M 增加到 530B,增长接近 5600 倍,并仍保持快速增长,目前千亿级参数规模的大模型成为主流。在下一代的多模态语言模型中,谷歌 Gemini 和 OpenAI GPT5 算力需求再次呈数量级提升。根据OPENAI的论文《Language Models are Few-Shot Learners》,GPT-3 中最大的模型(1746 亿参数)的训练大约需要3.14* 10^5 EFLOPs,相当于用 1000 块 H100 训练 8 天(按照 50% FP16 算力利用率);而GPT4 训练所需算力约是 GPT3 的 67 倍,Gemini/GPT5 训练所需算力继续增长至 GPT4 的 5 倍以上。即使主流GPU推陈出新,算力利用率不断提升,所需 GPU 数量也需要继续增长。
推理端,随着大模型不断渗透改造传统互联网应用,所需算力仍然非常可观。我们以ChatGPT为例,这款大型语言模型目前除了 app 还被以 API 形态调用用于搜索引擎、内容生产、办公助手等多种场景。若假设 ChatGPT 日均访问量为 10 亿次,每次问题+回答按 1000 汉字计算(约相当于2000 个token),LLM日均推理所需 FLOPS 为参数量*2*每次 token 数*日均访问次数,大致为 7*10^11TFLOPS,这相当于8100块H100 以 100%的 FP16 算力利用率连续工作 1 天。实际上考虑到,算力利用率的不饱和以及用户使用时间的不均匀分布,这一访问实际需要的 GPU 数量将大大高于这一估计,未来多模态大模型所需数量更将是数量级的提升。
1.2 光模块在 AI 基础设施中弹性价值量俱佳,2024 市场快速膨胀
谷歌、亚马逊、微软等大厂将逐渐以自研芯片替代英伟达 GPU,旗舰芯片有望放量。2023 年北美云厂商陆续对自研 AI 算力芯片进行迭代以应对更高算力需求,并满足自身定制化的算法需求,自研芯片放量将成为 2024-2025AI 芯片市场的主线。
从 COWOS 产能分配来看,AI 芯片竞争格局将逐渐多元化。高性能 AI 芯片通常使用了HBM内存,主流是台积电的 COWOS 封装。根据 Semianalysis 预测,2024 年 Cowos 投片量将持续增加。分厂商来看英伟达仍然是 GPU 产能预订的主力,占用了约一半的产能,H100 需求仍然强劲,2024 下一代产品发布可能拉动新购买热情;其次是博通(谷歌 TPU 以及 META 第一代芯片设计流片合作单位),反映云计算大厂自研芯片将继续上量;此外,Marvell(亚马逊 Trainium2 流片合作单位)、Alchip(Intel、亚马逊inferentia流片合作单位)、AMD 占比也逐渐增加。 谷歌 OCS 交换芯片需求快速提升,反映 TPU 出货量的增加。根据 lightcounting,2023 年谷歌OCS交换芯片出货量 8932 片,2028 年可达 27632 片,5 年 CAGR 25.3%。谷歌 OCS 交换机与自研TPU芯片进行配套用于 AI 部署,OCS 交换芯片出货快速增长表明 TPU 未来有望加快放量,公司AI 部署节奏加快。
从资本开支角度看,AI 投资在云厂商资本开支中占比增加。具体来看,根据Lightcounting,2020年前光模块支出占云厂商光模块总支出比例不足 5%,2023 年约提高至 15%,2024 年有望达到21%,此后将长期高于 20%;AI 光模块支出占以太网光模块支出比例将从 2022 年 21%提高至2023 年28%,此后长期维持在 40%水平附近。AI 光模块需求的增加带来了云厂商光模块 Capex 比例提高,北美四大云厂商以太网光模块占 Capex 比由 2021 年前不超过 1.5%提升至 2022 年 1.7%,且 2025 年后将保持在2.0%左右水平,其中Google 以太网光模块占 Capex 比例最高,将由 2022 年 2%左右水平提升至 2025 年后3%左右后水平。这反映了在 AI 后端网络集群中,光模块的价值量占比要高于普通的前端网络。
受益于 AI 投资增加,光模块市场迎来长期强劲驱动力。根据 Lightcounting 预测,以太网光模块年销售额将从 2023 年 36.7 亿美元增长至 2028 年 87 亿美元,5 年 CAGR 18.9%,其中北美5 大云厂商将保持高增长并在其中占比过半;从光模块应用来看,AI 光模块占比持续提升,是光模块总量增长的主要驱动力。
1.3 CPO 和光 IO 为重要技术变革,产业链有望看到重要变化
CPO 和光 I/O 为光模块未来主流发展路径。由于 3.2T 以后可插拔光模块单通道高速率光芯片昂贵且技术难度大(EML、硅光实现单通道 400Gbps 均有困难),同时多通道(如果单通道200G需要16通道)会造成良率低成本高,另一方面交换机芯片到光模块传输则需要采用 224G SERDES,在如此高速下传输距离有限且功耗较高,传统可插拔光模块和电 I/O 传输方式可能不再适用。
CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)指把光引擎和交换芯片共同封装在一起的光电共封装,最终取代光模块。相较于传统可插拔形式,CPO 缩短交换芯片和光引擎间的布线距离,进而降低电信号驱动功耗。根据 Cisco 官网,把 51.2T 系统中的可插拔光模块替换为 CPO 后,将交换ASIC 与光引擎连接所需的功率可减少 50%,整机系统总功率减少 25-30%。
相较于CPO主要用于以太网交换机替代可插拔光模块,光 I/O基于小芯片光学互连,与计算芯片(ASIC、FPGA、XPU)集成在同一封装中。使用铜互连的传统电子 I/O 在满足下一代计算架构对带宽密度、功率效率、延迟和传输距离的要求方面面临巨大挑战,电 SerDes 接口难以有效地扩展到超过100 Gbps。光I/O通过光纤替代电缆,通过高密度光链路互连可有效解决延迟问题,并提供 1000 倍的带宽密度且将功耗降低10倍,对于推进 HPC 和 AI 来处理指数增长的问题规模和模型复杂度至关重要。
根据 YOLE,到 2028 年,CPO 和光 I/O 将逐渐在数据中心市场中渗透并在HPC 领域成为主流模式。从市场规模来看,CPO 市场规模将有望由 2022 年 600 万美元增长至 2028 年2100 万美元,6 年CAGR41%,光 I/O 市场规模将由 2022 年 500 万美元增长至 2028 年 1.16 亿美元,6 年 CAGR 68%;到2033 年,CPO与光 I/O 将分别以更高速率增长,其中 CPO 市场规模将达到 2.87 亿美元,5 年CAGR 69%,光I/O市场规模将达到 23 亿美元,5 年 CAGR 81%。
CPO 和光 I/O 将对产业链价值分配带来变化,蕴藏投资机会。一方面,交换芯片厂商话语权变强,相较传统交换机开发流程,未来交换芯片厂商需要把交换芯片和光引擎共同封装进行后续集成,价值量提升的同时对光引擎封测产生新需求;另一方面,光集成技术也成为重要能力,交换机集成还需要配套外置光源、配套保偏光纤、板间光纤连接跳线等增量系统,未来交换机集成相较于传统ODM/OEM的PCB集成,将增加对光集成能力的需求。我们看到 CPO 可能给交换机厂商带来新的机会,同时上游光引擎封装、外置光源、光引擎尾纤 FAU、定制 CPO 保偏光纤将成为值得关注的增量环节。
1.4 服务器交换机海外配套需求饱满,国内华为引领算力第二极
AI 服务器出货量快速增加,工业富联、台企 ODM 厂商受益。根据 Trendforce 预测,2023 年AI 服务器出货量将预计 120 万台,年增 38.4%,此后几年将持续保持高于 25%的速率增长,ODM代工厂受下游需求拉动可保持较高期待;从云厂商需求分布具体来看,AI 服务器需求仍主要来自北美云厂商及国内百度等互联网厂商,北美云厂商出货量占比有望较 2023 进一步提升;国内云厂商受北美GPU禁令等因素占比将有所降低,但同时华为昇腾等国产芯片有望迎来增长契机。
从国产算力来看,华为昇腾 910B 的能力已经基本达到英伟达 A100 的水平,昇腾系列已建立全方位算力生态,有望引领国内智算中心国产替代加速。
2. 卫通新纪元:低轨卫星互联网是移动互联网后重大变革,产业已迈入从 0 到 1 阶段
2.1 卫星互联网弥合互联网连接鸿沟,国内准备充分,加速追赶
全球各国积极参与星座建设,抢占卫星互联网产业先发优势。英国通信公司OneWeb、亚马逊Kuiper、加拿大 Telesat、俄罗斯 Sphere、德国 Rivada、韩国三星等相继规划了宏大的卫星发射计划。根据UCS数据,自 2017 年以来全球卫星发射数量开始呈现大幅增长趋势,2022 年全球发射卫星2119 颗,同比+32.4%,5 年 CAGR 达 55.9%;截止 2022 年,全球在轨运行卫星总数达 6718 颗,排名前3 的国家分别为美国4529颗(67.4%)、中国 596 颗(8.9%)、英国 565 颗(8.4%),美国在星座建设中全面领先,倒逼我国卫星产业加速升级。而从每年新增卫星来看,2015 年以来美国领先份额呈扩大趋势,2022 年美国新增卫星数量占全球的 86%,背后反映以 starlink 和 SpaceX 为代表的商业航天公司在可回收火箭发射成本与卫星制造交付能力的领先。 当前,Starlink 已成为全球规模最大的卫星互联网星座,是全球卫星发射主力。根据Star Walk数据,2023 年 9 月 12 日 Starlink 发射卫星总数已达 5091 颗,是目前在轨卫星数量最多、发射速度最快、技术变革最大的低轨星座系统。
国内低轨卫星互联网建设步入正轨,GW 星座和 G60 星座加速部署。中国星网公司的GW星座包含GW-A59 和 GW-2 2 类子星座。预计 GW-A59 将发射 6080 颗卫星,GW-2 将发射6912 颗卫星,总计12992颗。由上海垣信运营的千帆星座是目前国内除 GW 星座之外另一重要的卫星互联网发射计划,一期规划1296颗,并最终实现一万两千多颗卫星的组网。千帆建设周期为 2024 至 2027 年,有望在2025 年底前完成648颗 GEN1 卫星发射任务,并在 2026~2027 年完成后续 648 颗 GEN2 卫星发射任务。
我国发展卫星互联网的重要意义:一是抢占宝贵的低轨空天资源。 卫星行业的空间资源包括频率和轨道资源,由于相关法律法规尚未健全,导致世界各国积极抢占。根据中国科学院软件研究所测算,若同层卫星安全间距为 30-50km,以 Starlink 星座轨道高度差10km为例,最多仅能容纳卫星 86-171 万颗。根据 ITU“7+7”原则,卫星发射计划批复后 7 年内发首星,9 年内发射10%,12 年内发射 50%,14 年需全部发射完成,否则将缩减规模。我国最新在 ITU 申报的卫星数量达5.13万颗,未来十年卫星发射能力将迎来大幅度增长。
二是占领早期的市场份额。Starlink 目前除美国境内,已和欧洲、日本多个运营商达成合作,卫星通信服务审批慢、难度大、替换成本高,早期入场的运营商将抢占重要市场份额。在国内,除了野外探险、科学考察、特殊行业、海事渔业等具有卫星通信刚需外,手机直联卫星也点燃了大众消费热情。而在一带一路国家,由于移动基站部署稀疏,疆域辽阔,卫星通信具有极具吸引力市场前景。
三是卡位未来通信标准制定话语权。目前在 5G R17、R18 标准中 NTN 星地一体从透明转发、到星上信号重建、路由转发,标准一步步制订。面向 6G,卫星通信将是天地一体网络重要的组成部分。面对通信网络结构的重大变革,没有产业基础将丢失在国际电信组织标准制订的话语权。目前,包括信科移动、中兴、华为等厂商都积极发布了多个 NTN 卫星通信技术体制和场景展望白皮书,积极参与标准探讨。
2.2 产业链投资机会:卫星制造上游配套单位业绩有望逐步兑现
卫星制造环节主要包含卫星平台与有效载荷,载荷是卫星核心功能部件。根据艾瑞咨询数据,在定制卫星中平台和载荷的价值量各占 50%,而在批量卫星中载荷的价值能达到 70%。通信卫星有效载荷包括星载通信天线分系统、转发器、星间链路等。其中,天线分系统是通信卫星中载荷的核心,相控阵天线是当前主流技术,T/R 组件是相控阵天线的核心,成本在星载天线分系统里占比超50%。此外,星载转发器可完成信号的中继转发、星间激光终端搭建星间光通信链路,均为通信载荷的重要组成部分。在卫星平台构成中,姿控系统涉及的元件和单机最复杂,成本占比也最高,达到 40%。在相控阵天线、转发器载荷、激光通信终端、姿控系统等成本占比较大的子系统中,目前主流供应商均为国家队科研院所,随着民营企业的加入降本有望加速。
GW 卫星发射节奏及市场空间预测:根据星网规划,GW 星座卫星将在2024 年下半年批量发射,2026年开启加速发射。结合 ITU“7+7”的发射规则以及低轨空天资源的紧张性,我们假设GW星座将在2027年完成一代星部署,并同时加速二代星发射。我们测算 2025、2030 年仅 GW 星座涉及的卫星制造市场规模分别达 55、521 亿元,若按照上文中批量卫星制造成本构成计算,其中,2025 年对应载荷、平台市场规模分别约 39、17 亿元;2030 年对应载荷、平台市场规模分别约 365、156 亿元。
相控阵天线核心是 T/R 组件,竞争格局较为集中。根据《有源相控阵雷达T/R 组件技术研究》和《卫星通信中相控阵天线的应用及展望》等研究,单星一般需要约 106 个阵元,每个阵元对应单独的T/R组件,而国博电子招股说明书中 T/R 组件单价为 1.9 万,因此 T/R 组件单星价值量约200 万元。根据前文对GW星座发射规模的预测,星载 T/R 组件 2030 年市场空间有望达到 43 亿元。当前,铖昌科技、电科13所和55所是国内微波毫米波 T/R 组件芯片的主要供应商,具备星载 T/R 组件能力的厂家主要有中国电科13所、电科 29 所、航天科技五院、国博电子、雷电微力、亚光科技等,具备星载相控阵天线系统能力的厂家主要有航天科技五院、电科 29 所、盛路通信、盟升电子、金信诺等。
通信载荷形态为可插拔板卡,主要由 FPGA、DSP、CPU 等硬件和软件协议栈构成。通信载荷目前元器件采用宇航级,根据华商韬略数据,宇航级 FPGA 单星价值量 500 万元。引入星间激光和星上处理之后通信载荷设计更为复杂、软件含量更高,价值量较转发器有显著提升。未来随着器件选型从宇航级放宽到工业级,FPGA 等通用处理器 ASIC 化,成本有望显著降低。具备星载通信荷载技术的代表企业有信科移动、创意信息、上海瀚讯以及航天科技五院、电科 29 所等。 此外,激光通信终端也值得关注,根据氦星光联分析,激光通信终端将是低轨卫星网络的标配载荷,占整个卫星 BOM 的 20%-30%,其核心光电器件又占比 40-60%(包括种子激光器、泵浦激光器、放大器、光学元件等),国内具有相关技术储备的主要有航天科技五院、上海光机所、航天电子、上光通信、氦星光联等。
2.3 终端环节持续扩大:手机直联卫星快速渗透,低轨卫星专用终端研发定型
手机直联卫星有三种技术路线,我们认为我国短期内新增的手机直联卫星服务还将以双模卫星终端为主。直连卫星路线包括专用双模终端、卫星作为基站透明转发以及 NTN 天地一体。我们认为①我国基站布局完善,频谱宝贵;②暂还不具备大型相控阵卫星的批量制造和发射能力;③目前L/S 波段仅有天通和海事卫星可用,暂也不具备大量手机接入能力,因此短期内双模卫星终端仍是发展重点。根据Counterpoint数据,2022 年我国高端智能手机的销量占比约 26%,假设 1-2 年国产品牌高端机全部实现卫星直连功能,年市场空间有望超 7000 万部,每部手机均包括基带芯片、射频芯片、射频功放、专用天线等增量部件。
2 月 3 日,中国移动发射 “移动 01 星”和“星核”双星,主要实现 NTN 在轨验证功能。长期来看,NTN 标准化接入方式有望成为主流,实现真正意义上的手机直连卫星。NTN 技术包括三大典型场景。(1)手机直连卫星:根据中国信通院预测,2026 年国内市场手机总体出货量将达3.14 亿部,三年内预估NTN芯片出货量有望突破 5000 万片。(2)汽车直连卫星:基于中国汽车工业协会统计数据测算,预计2024/2025/2026 年全国汽车出货量约为 2500/2620/2755 万台,其中高端车占比约2%-3%;预计2024年NTN汽车直连卫星的高端车型达 5 万台,到 2026 年达 52.3 万台。(3)其他:①海运:根据《2022 年交通运输行业发展统计公报》,预计 2026 年全国水上运输船舶达 12.68 万艘,其卫星通信技术有望逐步升级为5GNTN体制。②航空:根据《中国电信 5G NTN 技术白皮书 2023》,预计 2026 年支持NTN 的机载卫星终端达7万个。③智慧物流:根据 BergInsight 数据,全球卫星物联网用户未来几年 CAGR 将超25%,至2026年全球卫星物联网用户数将达到 2120 万,对应市场规模将达 10 亿美元级别。
卫星专用终端方面,对标 SpaceX,未来将是百亿市场。SpaceX 已推出了三代五个版本的星链天线,性能不断增强,应用领域得到不断扩大。Starlink 在 2023 年用户数量增加超 100 万,按照1 比1.5 的终端库存配置以及标准版 600 美金的价格计算,2023 年终端市场价值超 9 亿美元。根据讯石,2021 年底全球固定宽带连接数达 12.7 亿,即使只有 1%的渗透率成为 starlink 用户,所需的终端数量市场规模将达到76亿美元。国内卫星终端产业链目前在研发定型阶段,前期将以特种和行业用户为主,2027 年后有望逐步开放民用,具备终端环节整机研发能力的公司建议关注海格通信、中国卫星、通宇通信、盟升电子、南京熊猫等;芯片环节建议关注国博电子、卓胜微、电科芯片、臻镭科技等。
3. 播得云出见日明:出口经济有望逐渐复苏,华为引领高端国产替代,“老主线”仍有结构性机会
3.1 出口修复+边缘 AI+具身智能,物联网模组和智能控制器存在双击机会
2023 年物联网模组市场承压,但 2024 下半年或恢复增长。根据 Counterpoint 的跟踪报告,全球蜂窝物联网模块出货量预计在 2023 年同比下滑 5%,此为导致移远、美格等模组企业2023 年业绩下滑的主要原因。但 counterpoint 预计 2024 下半年全球蜂窝模组需求将复苏,2025 年将大幅增长,主要得益于5G和redcap的大规模采用。长远来看,智算电表、路由器/CPE、POS、汽车和资产跟踪等应用将推动市场大部分增长。从市场竞争格局来看,移远通信、广和通、中国移动、Telit 以及日海智能是全球蜂窝物联网前五大厂商。移远通信占据物联网模组市场的 32.6%,其次是广和通与中国移动,分别拥有7.3%和7.2%的市场份额。在各大厂商出货量下滑的背景下,中国移动与广和通则出现了正增长,这一增长主要得益于中国移动的智能电表、资产跟踪器和 POS 以及广和通的路由器/CPE 应用。 国内蜂窝物联终端用户持续增长,物联网模组市场空间广阔。工信部数据显示,截至2023 年底,三家基础电信企业发展蜂窝物联网用户 23.32 亿户,全年净增 4.88 亿户,较移动电话用户数高6.06 亿户,占移动网终端连接数(包括移动电话用户和蜂窝物联网终端用户)的比重达 57.5%。
高通推出算力更强的芯片平台,国内模组厂商积极拓展边缘 AI 应用场景。2023 年10 月,在骁龙峰会期间,高通技术公司宣布推出全新旗舰移动平台—第三代骁龙 8,通过高通AI 软件栈中算法、模型开发、AI 模型增效工具包、编译器、AI 引擎 Direct 等一系列工具,开发者们可以将AI 功能和体验轻松引入终端。使用物联网智能模组是终端企业引入 AI 边缘计算最普遍和简单的方式。从国内来看,移远通信推出的边缘计算模组算力最高达 48TOPS,广泛应用于计算密集型应用,如各类机器人、视频会议、云游戏、AR/VR等;美格智能推出了高算力 AI 模组 SNM970,综合 AI 算力高达 48Tops,并支持混合精度计算,为IoT设备打造全新的智算底座;广和通 FM160 5G 模组与安提国际 AI 边缘计算平台 AN810-XNX 成功实现联调,为AI边缘计算应用带来高速、稳定、低时延的端到端数据传输。
智能控制器下游白电呈持续复苏态势,汽车、新能源场景持续增长,智能控制器业绩有望继续向好。白电领域,我国洗衣机 12 月产量 923.4 万台,同比+11.9%;空调 12 月产量2152.9 万台,同比+26.9%;电冰箱 12 月产量 817.3 万台,同比+14.6%;电动手提工具 12 月产量 1578.7 万台,同比+14.6%。汽车及新能源领域,我国汽车 12 月产量 304 万辆,同比+24.5%;新能源汽车产量 114.1 万辆,同比+43.7%。智能控制器下游白电、电动工具和汽车厂商持续开启主动补库存动作,反映到智能控制器厂商库存水平回归健康,业绩有望持续改善。
智能控制器厂商探索大模型家电&家居应用场景,未来有望落地教育康养机器人等更多场景。随着LLM(大语言模型),AIGC(人工智能内容生成)等模型技术的出现,家电产品逐渐与其他智能设备相结合,在家居、医疗、健康等领域产生新的场景。根据和而泰《基于家电大模型的产业应用白皮书》,“大模型”促进了家电智能化的发展趋势,推动家电产业、智慧家电大脑的升级,普及生成式家电和服务机器人等产业应用。和而泰根据自身企业的大模型,定向构建智能员工服务机器人,实现家电企业数据的收集、整理分析和预测,促进家电企业全面数字化。
人形机器人在全球范围内处于高速发展阶段,有望加速智能控制器需求提升。根据中商产业研究院数据,2022 年全球人形机器人市场规模达到 15 亿美元,到 2028 年有望增至 138 亿美元,5 年CAGR达50.29%。人形机器人的核心零部件供给是未来机器人产业规模化发展的重要支撑,人形机器人三大核心零部件包括减速器、伺服系统和控制器,成本占比分别约 36%、24%、12%,则 2028 年控制器对应市场规模有望达16.6亿美元。 拓邦股份、和而泰等厂商具备研发量产能力,或将受益于控制器需求提升。拓邦股份空心杯电机产品已经在工业机器人的电动夹爪、医疗健康的骨科动力工具、智能跟随的高尔夫球包车等中高端场景实现批量应用,兼具高精度和高性价比的特点,具备过载能力强、能量转换效率高,轻量化等产品优势,伺服驱动系统具备稳定性、易用性,兼容性等优势,可用于工业机器人如多关节型、SCARA 机器人等领域。和而泰表示将重视智能控制器在机器人领域的应用,公司已掌握人机交互技术及算法、视觉识别技术及算法、电机驱动控制、传感技术、电源技术、AloT 平台等技术储备。
3.2 算力网络成为重要战略基础设施,关注智算中心、液冷、DCI 等细分赛道
我国高度重视智算产业发展,围绕智算中心、人工智能、大模型等先后出台系列政策文件,加快产业布局。2022 年 2 月“东数西算”工程正式全面启动,国家发改委联合多部门印发文件,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,标志着全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计。2023 年,智算中心建设政策陆续频出,地方政府纷纷发布智算产业相关政策,开展智算中心相关基础设施建设工作,提供普惠算力服务。
从投资机会来看,我国智算中心产业建设将为 IDC 及算力租赁、DCI、液冷均带来新机遇。IDC 和算力租赁:1)IDC:一方面,国内百度、腾讯等互联网大厂,密集发布自研大模型,有望带动投资回暖;此外,AI 智算中心面临建设高价值量机柜的改造和上架,带动 IDC 行业及相关企业盈利能力上行。2)算力租赁:在算力租赁模式下,厂商仅需租赁服务器或虚拟机而无需实际购买芯片等硬件设备,为中短期缓解算力供不应求的有效路径。目前国内算力租赁市场主要客户为科研院所、政府部门、中小型互联网企业,随国内算力空间打开,算力租赁市场将迎来广阔增长空间,相关算力企业已签订重要订单,业绩有望逐步兑现。以鸿博股份为例,其公告的算力租赁合同已达到 24 亿以上,2023 年鸿博股份业绩预告实现扭亏,营业收入同比大幅增长。
骨干传输网流量激增,呼吁全光运力底座满足传输需求。根据《下一代全光骨干传送网白皮书》,到2024年,骨干传送网累积新增流量将达到 475Tbps,为 2023 年 2.5 倍;到 2027 年将达到1900Tbps,为2023年10 倍。下一代全光骨干传送网络将以 400G OTN 为核心,2024 将是 400G OTN 规模集采元年,中国移动在2023 年底实现了 400G OTN 首次集采,规模超 30 亿元,按照端口数量中标计算,华为、中兴、烽火份额分别为 55%、30%、15%,产业链相关光模块、光纤放大器、波分器件等供应商将受益。
电信运营商积极推动液冷技术发展,未来三年力争达到高质量发展格局。根据《电信运营商液冷技术白皮书》,2023 年将以技术验证为主,同时储备技术能力;2024 年,开展规模测试,推进新建项目10%试点液冷技术;2025 年,保证 50%以上项目规模应用。根据中国信通院《数据中心白皮书(2022 年)》,2019年液冷数据中心市场规模 260.9 亿元,2025 年有望达到近 1300 亿元,复合增长率高达30.41%。未来浸没式液冷数据中心产品渗透率有望逐步提高。浸没式液冷相比冷板式液冷具有更高散热效率,能够更有效地降低数据中心的 PUE,预计未来浸没式液冷的渗透率将逐步提高。赛迪顾问预计2025 年冷板式液冷数据中心产品和浸没式液冷数据中心产品分别占 59%和 41%的市场份额。曙光数创、英维克、高澜股份、科创新源、飞荣达、网宿科技等公司 2024 年将持续受益于液冷技术渗透发展。
3.3 华为链的积极变化:5.5G、昇腾、星闪
5G 标准制定已进入第二阶段中期,产业链做好商用准备。从发展历程上看,2021 年4 月,国际标准组织 3GPP 正式确定 5G-Advanced(5G-A)为 5G 下一阶段演进官方名称;2023 年,正式进入5G 标准第二阶段(5G-A),其第一个版本 R18 预计于 2023 年底-2024Q2 冻结,并于 2024 下半年进入5.5G 建设阶段。历史经验来看,每个版本的发布需要 2 年,产品需要 1 年成熟,因此 2024 下半年进入5G-A 建设阶段,预计2029年进入 6G 建设阶段。
5.5G 持续提升网络体验,带来新功能新应用。华为提出 5.5G 网络关键特征是万兆体验、千亿联接及内生智能。与 5G 相比,5.5G 在 R17 基础的已有特征上进一步提升,包括 MIMO 增强、覆盖增强、非地面网络(NTN)、频谱扩展、IAB 增强、uRLLC 增强以及毫米波增强。在终端层面上通过支持多达八根天线实现更高吞吐量、延长电池续航、提升终端的网络覆盖范围、改善 5G 定位精度和时延以及对双卡双待功能的优化。5.5G 还通过技术创新革命性新增通感一体、无源物联等应用场景,对于城市交通综合治理、仓储物流等应用具有现实意义。 基站端,5.5G 最直接的变化在于 MassiveMIMO 的更广泛采用。5.5G 实现万兆接入的很重要变化在于更高频段的使用(国内主要是 4.9G+6G 频段),华为认为网络侧要围绕 ELAA 创新,中高频产品需要超过1000 天线阵子,AAU 通道数也需要从 32T、64T 走向 128T。以华为在 MBBF2023 发布的全系列5.5G基站来看,华为在 TDD 频段(目前主流的 2.6G、3.5G 以及未来的 4.9G、6G 频段)设计了128TRAAU,阵子数达 500+,较当前主流 32&64TR 至少翻倍;而 FDD 频段(目前主流位于 2.1G、1.4G 等)设计了8T8R,较当前主流 4T4R 翻倍。未来毫米波 AAU 更是设计了 2000+天线阵子,以兑现超10Gbps 峰值体验。ELAA给射频侧带来的直接变化是射频器件的用量增加:需要的功放、LNA、滤波器、开关用量可能翻倍(通常一个 TR 通道对应一套),天线阵子数至少翻倍(64TR 使用 192 阵子),以及为实现更精准数字波控需要更多数模转换 ADDA 芯片和频综芯片。
2024-2025,我们认为 5G 基站投资额或基本保持稳定,同时基站建设由中低频向中高频发展,2024下半年有望开启 5.5G 基站批量部署,除主设备商可能迎来份额重构外,上游器件的主要变化在于滤波器、天线阵子、功放、LNA、开关等单站用量的提升以及 ADDA、FPGA 等关键芯片向中高端国产替代的突破。1)滤波器方面,5G 基站陶瓷滤波器市场经历了高预期、弱现实、边际改善的过程,未来在5.5G新频段拉动下市场将持续复苏,并且陶瓷介质方案渗透率进一步提升,受益标的灿勤科技、武汉凡谷等。2)天线方面,ELAA 带动更多天线阵子需求,同时制造工艺更加精细化,受益标的硕贝德、飞荣达、盛路通信等。3)功放方面,由于通道数增加和 GaN 材料的更多采用,5.5G 基站功放价值占比增加,受益标的国博电子、中瓷电子等。 5.5G 也将带来终端层面射频前端价值量增加。根据《中国移动 5G 手机白皮书2024 版》,5G新增频段2.6G 频段在 4000 元以上手机必选支持 2T4R,4.9 频段推荐支持 2T4R,而电信&联通的主力频段在3.5G,相应高端手机或也需要支持 2T4R。那么一部高端 5G 全网通手机至少需要2 个LPAMID+2 个LPAMIF+至少 2 个 LFEM。华为建议的 5.5G UHB 频段射频配置为 3T8R,未来对于分集 LFEM、主集LPAMIF、LPAMID拉动将是显著的。国内射频前端芯片主流公司如卓胜微、慧智微、国博电子、唯捷创芯等均将受益。
华为昇腾算力及集群性能国内领先,有望在国产替代中抢占先机。华为是国内唯一具有芯片、服务器、交换机、自动化运维软件、AI 框架、AI 模型全链条解决方案的厂商。华为AI 训练芯片以昇腾910B为主,设计 TDP 400W,64GB HBM2e,FP16 算力达 376T,NPU 互联带宽为 392GB/s;华为交换机以CloudEngine16800 系列为主,支持 40G、100G、400G 光接口;集群产品 Atlas 900 可构建最大2250 个节点(18000张卡)的 AI 网络。根据 IDC,2022 年中国 AI 加速卡出货量约为 109 万张,其中英伟达市占率为85%,华为以市占率 10%位列国产品牌市占第一。由于英伟达高端 GPU 芯片禁令实行以及特供版芯片性能不及预期,我们预计华为昇腾将在国产替代中取得更大份额突破。 华为万卡算力集群带动国内光模块需求提升,同时相关合作服务器厂商及算力租赁公司有望受益。光模块角度来看,根据华为的星河智算网络方案展示,其万卡集群(两层)光模块典型配比为3;根据LightCounting,华为 2023 年 100G 及以上数通光模块出货量为 175 万,2024 年有望增长至234 万,2025年随着昇腾芯片产能的扩充,光模块需求可能继续高速增长。服务器及算力租赁公司方面,主要合作伙伴宝德、华鲲振宇、神州数码等有望受益于产业链整体实现出货增加和业绩增长。
华为星闪打造更多应用场景,联合鸿蒙形成短距无线新生态。星闪技术解决了现有主流无线短距通信技术诸多缺陷,如蓝牙的速率和时延、WiFi 的异步和系统效率等问题,集低时延、高可靠、高速率、多并发、高信息安全和低功耗于一体,因此在智能汽车、智能终端、以及智能制造在内的多应用领域在方面优势显著。根据《星闪无线短距通信技术产业化推进白皮书》,2024 年星闪开发商用有望迎来大规模落地。
星闪与蓝牙&WiFi 并不是替代关系而是增强与补充,未来在短距无线市场渗透率将逐渐提升。与蓝牙相比,星闪时延低一个数量级、抗干扰能力更强并且定位精度更高;而与 wifi6 相比,星闪还能连接更多的设备并实现更低的每比特功耗。从应用场景来看,除了在汽车、工业等部分场景将发挥星闪的独特优势外,在消费电子、智能家居市场星闪将更多地与 WiFi、BLE 形成多模芯片以延续客户的使用习惯、产品设计兼容性,并不额外增加太多的成本。从市场空间来看,根据 TSR 的全球无线短距市场报告,2022 年全球包括BLE、wifi 以及多模在内的所有无线短距芯片出货量在 100 亿颗以上,平均 ASP 在1.5 美金左右,市场空间超 150 亿美元,假设星闪短期内仅渗透 1%,市场规模有望近 10 亿元,长期来看渗透率达到10%时市场空间将超百亿元;2023 年,根据 BCI 统计,华为手机出货量超 3400 万;根据CNMO 报道,华为智选车销量超 11 万辆;根据 Counterpoint 和 Canalys 数据,华为智能可穿戴设备出货可能超2600 万。这些设备有望成为未来首先搭载星闪的生态部分。
(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。)
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