通信：光子的黃金十年-AI拉動(dòng)下的光學(xué)革命

內(nèi)容目錄一、光通信-AI算網(wǎng)融合下的傳輸最優(yōu)解之一 6光通信產(chǎn)業(yè)鏈 6網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析以及對(duì)應(yīng)光通信網(wǎng)絡(luò) 7以太網(wǎng)VSIB，兼容性與高性能之爭(zhēng) 8英偉達(dá)：IB和NV網(wǎng)絡(luò)打造高性能集群 10超以太網(wǎng)聯(lián)盟：廣泛的群眾基礎(chǔ)，持續(xù)優(yōu)化提高性能表現(xiàn) 13800G/1.6T后全面進(jìn)入TB時(shí)代 14二、光子通信新路徑—封裝與材料的革新 17封裝側(cè)：CPO/LPO/板上光互聯(lián) 17傳統(tǒng)PAM4+DSP 17CPO共封裝是長(zhǎng)期方向 19LPO，800G時(shí)代最具潛力的方案 20光互聯(lián)的進(jìn)化：向短距離滲透，向高密度升級(jí) 22材料側(cè)：硅光/薄膜鈮酸鋰 242.2.1硅光 242.2.2薄膜鈮酸鋰 27三、光子的現(xiàn)在與未來(lái)—光交換/光計(jì)算 28谷歌的光交換OCS體系 28Intel等為主的光計(jì)算芯片 29四、光子的更多場(chǎng)景—衛(wèi)星+汽車(chē) 31衛(wèi)星光—星間激光 31汽車(chē)之光—激光雷達(dá) 34五、邊緣計(jì)算：始于AI，賦能應(yīng)用 38模型由大到小，AI走上應(yīng)用的快速路 38應(yīng)用曙光已現(xiàn)，期待AI飛輪下的百花齊放 39物聯(lián)網(wǎng)：復(fù)蘇與擴(kuò)張共振 43六、投資建議從0到1”與“從1到1”的機(jī)會(huì) 七、風(fēng)險(xiǎn)提示 48圖表目錄圖表1：光通信產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?7圖表2：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)種類繁多 7圖表3：以太網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景眾多 8圖表4：以太網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景眾多 8圖表5：傳統(tǒng)模式VSRDMA模式 9圖表6：以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬演進(jìn) 9圖表7：InfiniBand網(wǎng)絡(luò)帶寬演進(jìn) 9圖表8：計(jì)算140-nodeDGXSuperPOD的結(jié)構(gòu)拓?fù)?11圖表9：計(jì)算80-nodeDGXSuperPOD的結(jié)構(gòu)拓?fù)?11圖表10：計(jì)算光纖交換機(jī)和電纜數(shù)量 11圖表11：計(jì)算光纖交換機(jī)和電纜數(shù)量 12圖表12：NvidiaQuantum-2IBNDR400 12圖表13：256-GPUSuperPOD的架構(gòu)圖 12圖表14：DGXGH200技術(shù)細(xì)節(jié) 13圖表15：UEC創(chuàng)始成員和會(huì)員 14圖表16：國(guó)內(nèi)光模塊廠商1.6T相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)度 15圖表17：國(guó)外相關(guān)廠商在第48屆OFC展會(huì)參會(huì)產(chǎn)品 16圖表18：光模塊核心電芯片級(jí)功能 17圖表19：NRZ技術(shù)與PAM4技術(shù)對(duì)比 18圖表20：PAM4原理圖 18圖表21：簡(jiǎn)化的接收端PAM4+DSP架構(gòu) 18圖表22：400GZR光模塊中各器件功耗占比 18圖表23：基于PAM4調(diào)制的400GDML光收發(fā)模塊（8*50G方案） 19圖表24：可插拔光模塊和共封裝光學(xué)對(duì)比 19圖表25：思科CPO架構(gòu)（下）與傳統(tǒng)交換機(jī)（上）的結(jié)構(gòu)對(duì)比 20圖表26：思科在OFC2023展示的CPO樣機(jī) 20圖表27：不同速率的光模塊技術(shù)現(xiàn)狀 20圖表28：DSP與LPO原理對(duì)比 21圖表29：無(wú)需DSP的Linear-drive可以節(jié)省25%功耗 21圖表30：LPO、CPO特性比較 21圖表31：國(guó)內(nèi)光模塊廠商的LPO進(jìn)展 22圖表32：新易盛800GLPO產(chǎn)品系列 22圖表33：光模塊、AOC、DAC的適用場(chǎng)景 23圖表34：OXC極大簡(jiǎn)化光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度 24圖表35：太辰光OXC光纖柔性板，配套應(yīng)用于OXC產(chǎn)品 24圖表36：磷化銦、硅光、鈮酸鋰對(duì)比 24圖表37：硅光的三種產(chǎn)品形式 25圖表38：基于硅光芯片制作的光模塊內(nèi)部構(gòu)造 25圖表39：1992-2030硅光技術(shù)路線 26圖表40：混合光子集成與單片硅光子集成的示意圖 26圖表41：體材料鈮酸鋰調(diào)制器（左）與薄膜鈮酸鋰調(diào)制器結(jié)構(gòu) 27圖表42：?jiǎn)蝹€(gè)OCS設(shè)備通過(guò)MEMS棱鏡將N個(gè)輸入映射到N個(gè)輸出光纖 28圖表43：谷歌PalomarOCS核心部件 28圖表44：谷歌PalomarOCS光路示意圖 28圖表45：網(wǎng)絡(luò)狀光干涉器概念 30圖表46：光學(xué)卷積處理器概念 30圖表47：衛(wèi)星激光通信優(yōu)劣勢(shì) 31圖表48：StarlinkV1.5衛(wèi)星搭載的激光載荷 32圖表49：激光通信載荷架構(gòu) 32圖表50：非相干調(diào)制與相干調(diào)制對(duì)比 33圖表、SpaceMicro和Mynaric激光通信產(chǎn)品對(duì)比 33圖表52：汽車(chē)激光雷達(dá)光電探測(cè)器材料響應(yīng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系 34圖表雷達(dá)工作原理 35圖表54：AMCW雷達(dá)工作原理 35圖表55：FMCW雷達(dá)工作原理 35圖表56：中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元） 36圖表57：納斯達(dá)克上市激光雷達(dá)企業(yè)近期營(yíng)收表現(xiàn)（百萬(wàn)美元） 36圖表58：近期上市新車(chē)激光雷達(dá)配置梳理 37圖表59：MLC項(xiàng)目概覽 38圖表60：英特爾AIPC加速計(jì)劃 39圖表61：自動(dòng)駕駛芯片每秒識(shí)別幀率對(duì)比 40圖表62：美格車(chē)規(guī)模組 40圖表63：AIAgent系統(tǒng)架構(gòu) 40圖表64：車(chē)載AIAgent能力的5個(gè)層次 41圖表65：Rewind應(yīng)用 41圖表66：特斯拉機(jī)器人進(jìn)展 42圖表67：國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)終端用戶情況 43圖表68：全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預(yù)測(cè)情況 43圖表69：中國(guó)移動(dòng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)份額全球領(lǐng)先 44圖表70：國(guó)內(nèi)車(chē)載5G通訊前裝搭載情況 44圖表71：全球個(gè)人電腦出貨量 45圖表72：全球蜂窩筆電出貨預(yù)測(cè) 45圖表73：全球5G用戶數(shù)預(yù)測(cè) 46圖表74：2024年投資建議 47一、光通信-AI算網(wǎng)融合下的傳輸最優(yōu)解之一光通信產(chǎn)業(yè)鏈光通信產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋多個(gè)環(huán)節(jié)，上游芯片廠商和下游客戶較為強(qiáng)勢(shì)。簡(jiǎn)單來(lái)看光通信產(chǎn)業(yè)分為上中下游，上游主要是核心零部件環(huán)節(jié)包括光芯片、光學(xué)元件、電芯片，中游可以分為光器件、光模塊，下游按照應(yīng)用場(chǎng)景可以分為電信市場(chǎng)和數(shù)通市場(chǎng)，整條光通信產(chǎn)業(yè)鏈較為復(fù)雜，話語(yǔ)權(quán)較強(qiáng)的集中在上游和下游兩端，因此對(duì)于光模塊廠商而言成本控制能力至關(guān)重要，決定了公司的整體盈利能力。上游零部件：光芯片：有源光芯片（激光器芯片、探測(cè)器芯片等、無(wú)源光芯片（波分復(fù)用、光；主要廠商：FinisarAvagoAAOIOciaro、Acacia、三菱、住友、博通等。光學(xué)元件：/主要廠商：天孚通信、太辰光、騰景科技、光庫(kù)科技、中瓷電子、博創(chuàng)科技、昂納技術(shù)等。LDdriverTIACDRDSP等；主要廠商：MarvellCredo中游器件模塊：光器件：有源光器件-激光器（/PCSL、探測(cè)器（PNPD、光放大器、M/M（/RAA光隔FA光線陣列、光耦合器等；主要廠商：光迅科技、博創(chuàng)科技、華工科技、Lumentum、Finisar、AAOI、II-VI等。光模塊：100/200/400/800G/1.6T主要廠家：中際旭創(chuàng)、新易盛、光迅科技、華工科技、博創(chuàng)科技、聯(lián)特科技、劍橋科技、Lumentum、Finisar、Avago、AAOI等。下游應(yīng)用：Nokia、Cisco、T&T銀等。Google、Meta等。圖表1：光通信產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂碣Y料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析以及對(duì)應(yīng)光通信網(wǎng)絡(luò)光通信與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)密切相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的持續(xù)演進(jìn)和多樣性對(duì)光通信提出一系列特定的需求。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個(gè)組件和子系統(tǒng)之間的結(jié)構(gòu)和組織方式，決定了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸方式、管理方式以及網(wǎng)絡(luò)整體的性能和可靠性，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括硬件和軟。圖表2：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)種類繁多資料來(lái)源：VSIB以太網(wǎng)（Ethernet）IEEE組織802.3網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，使IntelDEC198010Mbps網(wǎng)（10Mbi/s10bi/s1000Mbi/）（105G圖表3：以太網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景眾多資料來(lái)源：態(tài)路通信，InfiniBand（IB）具有高帶寬、低時(shí)延、高可靠性和高可擴(kuò)展性，適用于高性能計(jì)算GPUIBSDR、DDREDRHDR到NDRIBInfiniBandGPU適用于科學(xué)計(jì)算和大規(guī)模AI圖表4：以太網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景眾多資料來(lái)源：態(tài)路通信，以太網(wǎng)和IB網(wǎng)絡(luò)“紛爭(zhēng)”由來(lái)已久，兩者在帶寬、時(shí)延、可靠性、可擴(kuò)展性差距明顯。IBIB延遲：IB網(wǎng)引入RDMATCP/IPInternet，勢(shì)在于率先引入RDMA（遠(yuǎn)程直接數(shù)據(jù)存?。﹨f(xié)議，允許應(yīng)用與網(wǎng)卡之間的直接數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，同時(shí)RDMA的內(nèi)存零拷貝機(jī)制允許接收端直接從發(fā)送端的內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，因此整體CPU負(fù)擔(dān)大幅降低，延遲顯著提升。圖表5：傳統(tǒng)模式VSRDMA模式資料來(lái)源：鮮棗課堂，IB10M100G200G400G800G1.6T大；InfiniBand的網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷升級(jí)，從早期的SDR、DDR、QDR、FDR、EDR、HDR，一路升級(jí)到NDR、XDR、GDR。圖表6：太網(wǎng)絡(luò)帶演進(jìn) 圖表7：InfiniBand絡(luò)帶演進(jìn) 資料來(lái)源：態(tài)路通信， 資料來(lái)源：鮮棗課堂，IBTCP/IPOSI鏈中的成熟度更高；IB網(wǎng)絡(luò)使用自身定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，需要特定的軟件和驅(qū)動(dòng)才能與其他系統(tǒng)和設(shè)備互連互通，甚至不同的應(yīng)用場(chǎng)景還需要特定IB線纜接入。擴(kuò)展性：IBIB拓?fù)洳季?，可以較為簡(jiǎn)單的添加、重置、刪除子網(wǎng)，能夠創(chuàng)建具有數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)的高性能集群?？煽啃裕篒BIB成本：以太網(wǎng)成本較低，IB成本較高。品，供應(yīng)商和產(chǎn)品可選范圍較大；而IB網(wǎng)使用的設(shè)備、線纜和接口卡都是專用的，可選廠商較少且客戶議價(jià)權(quán)較弱。AIAIIB英偉達(dá)：IBNV網(wǎng)絡(luò)打造高性能集群AI時(shí)代GPUIBGPUAIGPU多張GPUIBIBAI為提高gpu集群性能，英偉達(dá)選取IB/推理環(huán)節(jié)的核心能力。IBMellanoxIB68BA1010G20GPUIBA100SuperPOD200Gquantum200G連接2200G光模塊A100頂配模式：140DGX（1120）接一個(gè)葉層交換機(jī)口，每個(gè)服務(wù)器有8張卡，20臺(tái)服務(wù)器分為7組，所以需要7X8臺(tái)葉交換機(jī)與1120條連線；810同時(shí)UFM11241120條線。A100標(biāo)準(zhǔn)模式：DGXA100SuperPOD140DGXA100GPU每臺(tái)8張UDI0G10臺(tái)VDAQunmM890交換機(jī)0個(gè)IBa-re圖表8：算140-nodeDGXSuperPOD的結(jié)拓?fù)?圖表9：算80-nodeDGXSuperPOD的結(jié)構(gòu)撲 資料來(lái)源：Nvidia， 資料來(lái)源：Nvidia，圖表10：計(jì)算光纖交換機(jī)和電纜數(shù)量資料來(lái)源：Nvidia，H100SuperPOD3塊800G光模塊（2*800G+2*400G）DGXH100SuperPODNVLink48-GPUNVLink4Network32(8張GPU）+12Ba-r40G00G端口；NVIDIAQuantumQM9700switc。A100H100SuperPODH100400G800G通路。根據(jù)線纜計(jì)算，葉層一張1002塊40（120*2101≈00需要2塊80（124*/11≈3塊（2*800G+2*400G。GPU:NvlinkSwitch1:4.5+InfiniBand1:3=1:7.5（實(shí)際應(yīng)用中目前因價(jià)格過(guò)高沒(méi)有推廣，只做空間參考。）圖表11：計(jì)算光纖交換機(jī)和電纜數(shù)量資料來(lái)源：Nvidia，GH100GH100L1L2交83個(gè)L1交換機(jī)形成一個(gè)PDL2L1L1L2800GPOD3636*2=72POD89圖表12：NvidiaQuantum-2IBNDR400 圖表13：256-GPUSuperPOD的構(gòu)圖資料來(lái)源：Nvidia， 資料來(lái)源：Nvidia，圖表14：DGXGH200技術(shù)細(xì)節(jié)資料來(lái)源：Nvidia，IBAI2023719日在LinxUlahrntonsriuAMDAristaEviden、HPE、Intel、MetaEUCUECIBAIIBIB協(xié)議在目前的AIIB。TPUOCS第二則是AMDIBAI集AMD理念，服務(wù)器采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可以兼容任何客戶的集群。在網(wǎng)絡(luò)方面，內(nèi)部互聯(lián)的InfinityDhntishearMD圖表15：UEC創(chuàng)始成員和會(huì)員資料來(lái)源：ultraethernet，800G/1.6TTB時(shí)代AI拉動(dòng)光模塊速率升級(jí)，1.6TAITBAIH200AIGC800G1.6T1.6T50%1.6T1.6TOSFP-XDDR8+1.6Tbps，實(shí)現(xiàn)了1U51.2T0-70C23W2AI1.6T20241.6T20251.6T4×FR2200bps技術(shù)EML(TFLN)4×SN16×100Gbps4×400GFR221.6T2×800G4×400G1.6TDR8OSFPMSACMIS16100Gb/s；8200Gb/s5nmDSP10kmCOC(chiponcarrier)COB(chiponboard)工藝400GLPOInP、GaAs1.6T、3.2T1.6T光模圖表16：國(guó)內(nèi)光模塊廠商1.6T相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)度股票代碼股票名稱1.6T相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)度300308.SZ中際旭創(chuàng)1.6TOSFP-XDDR8+200G光學(xué)技術(shù)1U51.2T0-70C23W2公里的傳輸距離。AI1.6T1.6T2025年開(kāi)始。300502.SZ新易盛1.6T4×FR2OSFP-XD200bps技術(shù)，公司采EML和硅光子學(xué)調(diào)制器以及薄膜鈮酸鋰(TFLN)1.6T光模塊4×SN16×100Gbps4×400GFR2信號(hào)，21.6T2×800G4×400G的扇出應(yīng)用。公司新產(chǎn)品兼具高容量，低每比特成本，低的功耗的特點(diǎn)。002281.SZ光迅科技1.6TDR8OSFPMSACMISOSFP-XD的封裝168通道，200Gb/s5nmDSP，可滿10km的COC(chiponcarrier)以及COB(chiponboard)工藝平臺(tái)，可保證產(chǎn)品穩(wěn)定性。000988.SZ華工科技400GInP、GaAs化合物材料，布局硅基光電子、鈮酸鋰、量子點(diǎn)激光器等新1.6T、3.2T等1.6T光模塊目前仍在研發(fā)階段，可匹配客戶進(jìn)度及送樣窗口。603083.SH劍橋科技公司在第48屆OFC展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)演示了1.6T光模塊研發(fā)樣機(jī)以及基于每通道200GpbsEML的高質(zhì)量光發(fā)射眼圖，1.6T產(chǎn)品傾向于可插拔方案，批量發(fā)貨時(shí)間大約在2-3年之后。301205.SZ聯(lián)特科技公司的1.6T光模塊主要采用的是可插拔封裝形式，目前處于研發(fā)階段。OFC20231.6TOFC48OFC202335-9(AI)5GOFC800G1.6TAIGC1.6T20241.6T1748屆OFC國(guó)外相關(guān)廠商 相關(guān)參會(huì)產(chǎn)品新型分布式反饋（新型分布式反饋（DFB）TDECQ值，能夠在10公里實(shí)現(xiàn)以200Gb/sLR的5公里CWDM4應(yīng)用，有助于開(kāi)發(fā)下一代800G/1.6T以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。Lumentum跨阻放大器(TIA)MATA-40734MATA-40736、外部調(diào)制激光器(EML)MAOM-11112MARP-BP112TIA跨阻放大器(TIA)MATA-40734MATA-40736、外部調(diào)制激光器(EML)MAOM-11112MARP-BP112TIA226.8Gbps1.6T光模塊。MACOMSemtech GN7161comboGN7060突發(fā)模式跨阻放大器(TIA)，為數(shù)據(jù)中心/企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的光模塊解決方案提供高性能信號(hào)完整性。索爾思光電 單波200GPAM4EML激光器，支持LWDM波長(zhǎng)包括1295.5nm、1300.0nm、1304.5nm、1309.1nm四個(gè)波長(zhǎng)，可以支持基于8x200Gb/s1.6TDR8光模塊，2x800GFR4/LR4光模塊以及下800GDR4,FR4LR4等系列光模塊。資料來(lái)源：訊石光通訊網(wǎng)，SEMTECH官網(wǎng)，MACOM官網(wǎng)，Youtube，II-VI，二、光子通信新路徑—封裝與材料的革新封裝側(cè)：CPO/LPO/板上光互聯(lián)PAM4+DSP、TIA（、）CDR（）等。圖表18：光模塊核心電芯片級(jí)功能芯片 功能芯片功能DSP（）LDD（TIA（TransimpedanceAmplifier）LA（芯片，ClockandRecovery）資料來(lái)源：

DSPDSPLDDTIACDR400GQSFP-DD、CFP8OSFP5GAIGC目前主流的200G/400G/800G的產(chǎn)品都是PAM4技術(shù)+DSPPAM4（4-LevelPulseAmplitudeModulation）技術(shù)，采用42bit信息。、01bitPAM4NRZPAM4圖表19：NRZ技與PAM4對(duì)比 圖表20：PAM4原理圖資料來(lái)源：Tektronix， 資料來(lái)源：Fibermall，PAM4DSPDAC擬模式可以通過(guò)添加兩個(gè)NRZDC01//3DSP對(duì)于100G50GHz（FIR）PAM4+DSP400GZR中DSP49%。圖表21：簡(jiǎn)的接端PAM4+DSP架構(gòu) 圖表22：400GZR光塊中件功耗比資料來(lái)源：R.Nagarajan,et.al.,"LowPowerDSP-BasedTransceiversforDataCenterOpticalFiberCommunications",JournalofLightwaveTechnology39,5221(2021)，

資料來(lái)源：R.Nagarajan,et.al.,"LowPowerDSP-BasedTransceiversforDataCenterOpticalFiberCommunications",JournalofLightwaveTechnology39,5221(2021)，目前PAM4+DSPPAM4400GPAM4400GDML8*50G4*100GPAM4調(diào)400GZR中DSPBOM20-40%。圖表23：基于PAM4調(diào)制的400GDML光收發(fā)模塊（8*50G方案）資料來(lái)源：鮮棗課堂，CPOCPO（Co-packagedOptics）是一種在數(shù)據(jù)中心光互連領(lǐng)域應(yīng)用的光電共封裝方案。CPO方案通過(guò)將光模塊與交換芯片進(jìn)行共封裝，可以降低成本和功耗。長(zhǎng)期來(lái)看，CPO是實(shí)現(xiàn)高集成度、低功耗、低成本、小體積的最優(yōu)封裝方案之一：DSPCPODSPCMOS圖表24：可插拔光模塊和共封裝光學(xué)對(duì)比資料來(lái)源：Yole，CPOCPOSerDes圖表25：科CPO構(gòu)（）傳統(tǒng)交機(jī)（）的構(gòu)對(duì)比 圖表26：思在OFC2023展的CPO 資料來(lái)源：思科， 資料來(lái)源：思科，LPO，800GPO簡(jiǎn)介：P（lnrriepugblepicDSPLPO155M622M1.25G2.5G8G10G16G25G32G40G、50G、100G200G、400GeSFPSFP+XFPSFP28QSFP28QSFP+CXPCFP、CSFP圖表27：不同速率的光模塊技術(shù)現(xiàn)狀資料來(lái)源：中國(guó)信通院：《5G承載光模塊》白皮書(shū)，LPO方案相較于PAM4+DSP有何優(yōu)勢(shì)？DSPLPOLPODSP（Driver）Amplifier，TIA）LPO光模塊中用到的TIAdriver度。但是，LPO的系統(tǒng)誤碼率和傳輸距離有所影響，因此這項(xiàng)技術(shù)只適用于短距離的應(yīng)用場(chǎng)景，例如數(shù)據(jù)中心服務(wù)器到架頂交換機(jī)的鏈接。28：DSP與LPO資料來(lái)源：Dell，OFC2023，LPO技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：低功耗。LPO50%CPO29Linear-drive方案后，硅光、VCSEL、薄膜鈮酸鋰功耗均下降50%左右。根據(jù)Macom的DSP功能的800G13WMACOMPUREDRIVE800G4W70%。低延遲。DSPDSP/重定時(shí)功能增加了延遲，以MACOMPUREDRIVE技術(shù)為例，因采用信號(hào)串行方案，LPO光模塊可以做到皮秒級(jí)別的延遲時(shí)間。低成本。DSP400GDSPBOM20-40%；LPO的Driver和TIA里集成了EQ功能，成本會(huì)較DSP上浮少許，但LPO方案還是可以將光模塊成本下降許多。圖表29：需DSP的Linear-drive可以省25%耗 圖表30：LPO、CPO性比較資料來(lái)源：Arista， 資料來(lái)源：Dell，OFC2023，MacomLPO解決方案MACOMPUREDRIVEDSP（5%（（P（（）.TLPOLPO2024800GTIADriverLPO前有MacomSemtech科技與MacomMeta、谷歌都有可能逐步接受LPO圖表31：國(guó)內(nèi)光模塊廠商的LPO進(jìn)展股票代碼股票名稱LPO相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)度300502.SZ新易盛800G的系列高速光模塊產(chǎn)品，基于硅光解決方800G、400G400GZR/ZR+相干光模塊產(chǎn)品、以及基于LPO方案的800G光模塊產(chǎn)品。300308.SZ中際旭創(chuàng)LPOLPO方面已有技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，可以積極應(yīng)對(duì)客戶需求的變化。000988.SZ華工科技（CPOLPO等）已研發(fā)立項(xiàng)。603083.SH劍橋科技LPO800G產(chǎn)品布局豐富，特別是聚焦基于硅光和LPO產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。資料來(lái)源：新易盛2022年年報(bào)，中際旭創(chuàng)投資者調(diào)研記錄，劍橋科技投資者調(diào)研記錄，華工科技投資者問(wèn)答，劍橋科技投資者問(wèn)答，32800GLPO資料來(lái)源：新易盛，AI內(nèi)存之間的傳輸速度因帶寬和物理延遲而被限制，將數(shù)據(jù)傳輸通道改為光子，或?qū)⒂行Ы鉀Q馮諾依曼瓶頸。AIAI光連接需求大幅增長(zhǎng)芯片的計(jì)算能力，通信網(wǎng)絡(luò)帶寬和器件用量雙增長(zhǎng)。根據(jù)英偉達(dá)發(fā)布會(huì)，一套滿配的GH200241AI充分釋放AIAOCAIDCI方AAciepicalCable和ADrctahCable，直AOC400GDAC輸?shù)腁OCDAC未來(lái)有望加速向AOC升級(jí)。圖表33：光模塊、AOC、DAC的適用場(chǎng)景資料來(lái)源：進(jìn)化出DonfgablepcalAdrpMuiplerROADMXpicalrosconcCAI20ROADM310040020維的OXC130圖表34：OXC大簡(jiǎn)光互絡(luò)復(fù)雜度 圖表35：太光OXC光纖性，配套用于OXC產(chǎn)品資料來(lái)源：華為， 資料來(lái)源：第24屆中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)，材料側(cè)：硅光/薄膜鈮酸鋰光通信系統(tǒng)中電光調(diào)制器是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常可以按照材料平臺(tái)分為三大類別。電光調(diào)制器通過(guò)調(diào)制將高速電子信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，制備電光調(diào)制器有三種較為常見(jiàn)的方案，可以按照材料的不同劃分為磷化銦方案、硅光方案、鈮酸鋰方案。磷化銦調(diào)制器目前使用較為廣泛，且歷史較久，適合中長(zhǎng)距離光通信網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)模塊，但存在尺寸、功耗、成本較高的欠缺，因此材料側(cè)也出現(xiàn)了硅光和薄膜鈮酸鋰兩種較為創(chuàng)新的平臺(tái)，鈮酸鋰方案又可以分為傳統(tǒng)鈮酸鋰和薄膜鈮酸鋰方案，前者適用于長(zhǎng)距離、大容量傳輸場(chǎng)景，但由于體積較大，與光器件小型化的發(fā)展趨勢(shì)相悖，且難以進(jìn)行大規(guī)模晶圓制造；而薄膜鈮酸鋰調(diào)制器尺寸更小、損耗和功耗較低、帶寬更大、成本更低，是更為理想的材料平臺(tái)。具有較高的調(diào)制速度和較大的帶寬，適用于中距離和長(zhǎng)距離光通信。在高性能計(jì)算和骨干網(wǎng)通信中有應(yīng)磷化銦(InP)用。具有較高的調(diào)制速度和較大的帶寬，適用于中距離和長(zhǎng)距離光通信。在高性能計(jì)算和骨干網(wǎng)通信中有應(yīng)磷化銦(InP)用。特性類別硅光(SiP) 利用材的學(xué)性具有度成和備本低優(yōu)。要于短距離收發(fā)模塊。鈮酸鋰鈮酸鋰具有優(yōu)異的電光調(diào)制性能，在傳統(tǒng)調(diào)制器中應(yīng)用廣泛，適用于高速高帶寬的長(zhǎng)距離通信，但體積較大。資料來(lái)源：硅光///圖表37：硅光的三種產(chǎn)品形式資料來(lái)源：中能?chē)?guó)泰集團(tuán)，硅光本質(zhì)上是硅基光電子大規(guī)模集成技術(shù)，較傳統(tǒng)方案更具優(yōu)勢(shì)，集中體現(xiàn)在速率高、成本/功耗低、集成化程度高、體積更小等方面。硅光技術(shù)是一種利用硅材料的光學(xué)和電學(xué)特性來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件的制造和集成的技術(shù)，硅作為主要材料，通過(guò)在硅基底上制備硅光材料還是光電共封裝CPOCMOS圖表38：基于硅光芯片制作的光模塊內(nèi)部構(gòu)造資料來(lái)源：天堂硅谷，硅材料自身應(yīng)用歷史悠久，掣肘硅光技術(shù)發(fā)展難點(diǎn)集中于光激光器，技術(shù)升級(jí)突破進(jìn)展中。硅基材料自身發(fā)光效率較低，光激光器成為技術(shù)痛點(diǎn)，因此市面上主要硅光方案一般是CMOS方案（采用大規(guī)模集成電路技術(shù)工藝集成單片硅光引擎）或者混合集成方案（C114圖表39：1992-2030硅光技術(shù)路線資料來(lái)源：Yole，。（Si-Ge、、CMOS、射頻等、光子器件（激光/探測(cè)器、光開(kāi)關(guān)、調(diào)制解調(diào)器等、圖表40：混合光子集成與單片硅光子集成的示意圖資料來(lái)源：JifengLiu,"MonolithicallyIntegratedGe-on-SiActivePhotonics",Photonics2014,1(3),162-197，前文CPO是把硅光模塊和CMOS連接距離，從而降低傳輸損耗，速度與質(zhì)量雙提升，除了硅光的制造工藝，光模塊的封裝技術(shù)與硅光落地難度密切相關(guān)，共封裝技術(shù)進(jìn)一步降低了硅光單片集成的難度，未來(lái)兩者有望形成良性循環(huán)，將光通信從800G/1.6T時(shí)代加速引向硅光時(shí)代。800G/1.6TAI800G20241.6T20251.6T技術(shù)新材料將更加開(kāi)放，硅光在高速率背景下有這比較明顯的紙面優(yōu)勢(shì)，整體進(jìn)展有望持續(xù)加速，硅光份額在未來(lái)數(shù)年有望實(shí)現(xiàn)持續(xù)的提升。薄膜鈮酸鋰薄膜鈮酸鋰//1.6/3.2T望向單波200/400G演進(jìn)，薄膜鈮酸鋰的大帶寬優(yōu)勢(shì)將更加突出。薄膜鈮酸鋰有何優(yōu)勢(shì)？傳統(tǒng)的體鈮酸鋰波導(dǎo)層的芯層-包層折射率差非常小，帶來(lái)波導(dǎo)模場(chǎng)太大的問(wèn)題；波導(dǎo)模場(chǎng)面積很大，相應(yīng)的電極之間的距離就會(huì)隨之增加，那么實(shí)現(xiàn)電（硅/二氧化硅）。鈮酸鋰進(jìn)入門(mén)檻較高，全球玩家稀少。鈮酸鋰調(diào)制器設(shè)計(jì)難度大，工藝復(fù)雜，技術(shù)門(mén)檻高，全球僅三家光通信廠商可以批量生產(chǎn)電信級(jí)別的鈮酸鋰調(diào)制器：日本的富士通（omLumnum（29光庫(kù)科技圖表41：體材料鈮酸鋰調(diào)制器（左）與薄膜鈮酸鋰調(diào)制器結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：光電匯，三、光子的現(xiàn)在與未來(lái)—光交換/光計(jì)算OCS體系（OpticalCircuitSwitching，OCS）技術(shù)，通過(guò)兩組微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）棱鏡動(dòng)態(tài)地將光纖輸入端口折OCS圖表42：?jiǎn)蝹€(gè)OCS設(shè)備通過(guò)MEMS棱鏡將N個(gè)輸入映射到N個(gè)輸出光纖資料來(lái)源：谷歌，使用MEMS、低功耗、低成本。MEMS光開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵部件有：a）光纖準(zhǔn)直器，b）相機(jī)模塊，c）MEMSd）e）Palomar兩個(gè)MEMS反射鏡陣列工作。由綠線指示的帶內(nèi)光信號(hào)路徑，與帶內(nèi)信號(hào)路徑疊加，850nm圖表43：歌PalomarOCS核心件 圖表44：歌PalomarOCS光路意圖資料來(lái)源：GoogleLLC《MissionApollo:LandingOpticalCircuitSwitchingatDatacenterScale》，

資料來(lái)源：GoogleLLC《MissionApollo:LandingOpticalCircuitSwitchingatDatacenterScale》，我們認(rèn)為，谷歌OCS的優(yōu)勢(shì)在于：I/O3DClos本。OCS/I/O通data-flow3D目前潛在的缺陷可能主要集中于方案成熟度：Clos/3DClosSpine-Leaf3D3DClos聚焦到投資層面，我們認(rèn)為：OCS充分體現(xiàn)光子在超大型AI超算架構(gòu)下的優(yōu)勢(shì)和重要性，而隨著通信速率從400G-800G-1.6T的提升，未來(lái)內(nèi)部短距離場(chǎng)景互聯(lián)很可能也將向光傾斜。tpuv5p天孚tpu的大規(guī)模互聯(lián)性，即使光交換機(jī)并不需要光口，其光模塊數(shù)量也依舊保持龐大需求，tpu用，內(nèi)部光纖距離和要求都有了明顯提升，重點(diǎn)推薦光纖互聯(lián)：太辰光。Intel等為主的光計(jì)算芯片53202435光子具有光速傳播、抗電磁干擾、光波任意疊加等特性，因此光子天生適合做數(shù)據(jù)并行傳輸，因而光子芯片運(yùn)算速度極快。光子學(xué)技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用包含兩個(gè)層次，一個(gè)層次是利用光子作為傳輸信息載體的光互聯(lián)技術(shù)，另一個(gè)層次是直接在光域?qū)崿F(xiàn)信息的處理和運(yùn)算。光計(jì)算芯片可以分為模擬光計(jì)算和數(shù)字光計(jì)算。模擬光計(jì)算最經(jīng)典的就是計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的傅立葉變換，傳統(tǒng)的進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)算的點(diǎn)芯片處理傅立葉變換積分會(huì)消耗很大一部分算力，然而光通過(guò)透鏡的過(guò)程本身就是一次傅立葉變換。數(shù)字光計(jì)算與電計(jì)算相似，通過(guò)構(gòu)建邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)計(jì)算。前沿學(xué)界正在嘗試將光互聯(lián)搬進(jìn)芯片內(nèi)。芯片外的光互聯(lián)尺度已經(jīng)越來(lái)越短，那么，在芯片內(nèi)若將電子結(jié)構(gòu)一并改為光子結(jié)構(gòu)，從理論上說(shuō)可以進(jìn)一步增強(qiáng)芯片性能，同時(shí)，由于無(wú)需光電/電光轉(zhuǎn)換，能耗進(jìn)一步降低。2017Deeplearningwithcoherentnanophotoniccircuits種網(wǎng)絡(luò)狀干涉器，在光通過(guò)干涉器的時(shí)候，利用它們相互之間的干涉和對(duì)干涉器的控制來(lái)進(jìn)行線性運(yùn)算，可以總結(jié)為用一個(gè)干涉器的集聯(lián)來(lái)完成大規(guī)模的線性計(jì)算，以此應(yīng)用于人工智能的矩陣計(jì)算。2023531圖表45：網(wǎng)狀光干器概念 圖表46：光卷積處器概念 資料來(lái)源：Shenet.al，《Deeplearningwithcoherentnanophotoniccircuits》，

資料來(lái)源：Menget.al,《Compactopticalconvolutionprocessingunitbasedonmultimodeinterference》，光子計(jì)算芯片以光子為信息的載體具有高速并行、低功耗的優(yōu)勢(shì)，我們認(rèn)為，光計(jì)算是未來(lái)高速、大數(shù)據(jù)量、多矩陣計(jì)算的人工智能計(jì)算處理的最具有潛力的方案之一。目前來(lái)看，全光計(jì)算還處于概念階段，距離商業(yè)化應(yīng)用較遠(yuǎn)，當(dāng)下可以關(guān)注上文所述的硅光芯片間互聯(lián)，如硅光光模塊、CPO共封裝光學(xué)等。四、光子的更多場(chǎng)景—衛(wèi)星+汽車(chē)衛(wèi)星光—星間激光將光通信帶入衛(wèi)星一直是全球產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要方向，與傳統(tǒng)的微波或者無(wú)線電通信相比，激光通信具有需要功率小，通信速率高，保密性好等特點(diǎn)，尤其是在衛(wèi)星通信頻譜資源日益擁擠的時(shí)代，無(wú)需專用頻譜的衛(wèi)星激光通信有望加速發(fā)展，但與之相對(duì)的是，星地之間的氣象條件復(fù)雜，星地之間瞄準(zhǔn)與捕獲機(jī)制復(fù)雜等等痛點(diǎn)，一直制約了星地激光通信的發(fā)展。從目前來(lái)看，雖然全球各國(guó)都積極進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星或?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目的嘗試，星地激光通信要成為主流仍然有較長(zhǎng)的路要走。圖表47：衛(wèi)星激光通信優(yōu)劣勢(shì)優(yōu)勢(shì)通信速率高保密性好輕量化節(jié)省建設(shè)成本劣勢(shì)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)復(fù)雜發(fā)射天線和接收天線重量和成本的平衡難度較高遠(yuǎn)距離傳輸容易出現(xiàn)信號(hào)衰弱和延時(shí)等問(wèn)題

GHzGHzTHz量級(jí)，比微3~5Tbps速率傳輸信息。激光具有較窄的發(fā)散角，指向性好，沒(méi)有衛(wèi)星電磁頻譜資源限制約束（因此無(wú)需申請(qǐng)空間頻率使用許可證），通信過(guò)程中不易受外界干擾，抗干擾能力強(qiáng)。0.8~1.55μm束寬極窄，在空間中不易被捕獲，保證了激光通信所需的安全性和可靠性。3~5低功耗的要求。進(jìn)而簡(jiǎn)化衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而多方面節(jié)省建設(shè)成本。衛(wèi)星激光通信發(fā)散角小，需要光學(xué)系統(tǒng)以及高精度的跟瞄輔助機(jī)制完成建鏈。尤其是接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的瞄準(zhǔn)非常困難?？臻g光通信系統(tǒng)要完成遠(yuǎn)距離衛(wèi)星間光信號(hào)的發(fā)射與接收，必須進(jìn)行遠(yuǎn)距離衛(wèi)星間或者空間站間目標(biāo)的捕獲與跟蹤，前者依賴于激光通信系統(tǒng)，后者取決于光學(xué)跟瞄系統(tǒng)（PAT）。出于獲取最小光斑的需求，發(fā)射天線可以設(shè)計(jì)成接近衍射極限，但同時(shí)給精確對(duì)準(zhǔn)帶來(lái)了困難。為了接收更多的能量信號(hào)，接收天線直徑越大越好，但這會(huì)增加系統(tǒng)的體積、重量和成本。提高接收靈敏度十分重要。600千米~3.6境對(duì)激光通信信號(hào)會(huì)有較大干擾。雖然激光通信不受電磁干擾，但大氣中的氣體分子、水霧、霾等與激光波長(zhǎng)相近的粒子會(huì)引起光的吸收和散射，極大地妨礙、吸收光波的傳輸；同時(shí)，大氣湍流也會(huì)嚴(yán)重地影響到信號(hào)的接收。資料來(lái)源：Ofweek，物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)，但隨著低軌星座的發(fā)展，星與星之間的激光通信有望率先起量，星間激光通信是指利用激光束作為載波在空間進(jìn)行圖像、語(yǔ)音、信號(hào)等信息傳遞，具有傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)終端體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)勢(shì)，可以大幅降低衛(wèi)星星座系統(tǒng)對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)的依賴，從而減少地面信關(guān)站的建設(shè)數(shù)量和建設(shè)成本。除了繼承了上文中提到的優(yōu)點(diǎn)外，由于星座間兩星的距離較短，同時(shí)發(fā)射端與接收端同處于太空環(huán)境中，不會(huì)受到云雨氣象條件干擾的同時(shí)，激光的發(fā)射與捕獲環(huán)節(jié)的技術(shù)難度也相較星地通信低。StarlinkV1.5V1.5202163000顆V1.5星鏈得以像諸如南極洲等信關(guān)站難以部署的地區(qū)提供穩(wěn)定的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。圖表48：StarlinkV1.5衛(wèi)星搭載的激光載荷資料來(lái)源：satellitetoday，與傳統(tǒng)的地面光通信類似，衛(wèi)星激光通信所用的設(shè)備也由光學(xué)部分和電學(xué)（通信）部分組成，與地面不同的是，衛(wèi)星上由于兩顆衛(wèi)星之間相對(duì)位置高速變化，對(duì)于接受系統(tǒng)也提出了更高的要求，因此下圖中的PAT（跟蹤/瞄準(zhǔn)系統(tǒng)）為衛(wèi)星端激光終端獨(dú)有。圖表49：激光通信載荷架構(gòu)資料來(lái)源：高鐸瑞等《衛(wèi)星激光通信發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析（特邀）》，激光信號(hào)的高質(zhì)量收發(fā)。主要完成空間光信號(hào)的瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤，利用具備方位和俯仰功能的跟瞄轉(zhuǎn)臺(tái)，加上控制信號(hào)的計(jì)算與處理，實(shí)現(xiàn)需要通信的兩顆衛(wèi)星激光通信光學(xué)天線的精確對(duì)準(zhǔn)，并保證雙方互發(fā)的激光信號(hào)能通過(guò)光學(xué)分系統(tǒng)進(jìn)入對(duì)方的通信分系統(tǒng)。通信分系統(tǒng)由激光載波單元、電光調(diào)制單元、光放大單元、光解調(diào)單元等構(gòu)成，主要完成衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)光信號(hào)的調(diào)制/解調(diào)、光放大及信號(hào)處理等功能。/（IntensityModulation/DirectDetection,IM/DD）方式，分為開(kāi)關(guān)鍵控（On-OffKeying,OOK）和脈沖位置調(diào)制（PulsePositionMdulioPM。相干通信體制采用相位調(diào)制/相干探測(cè)方式，分為二進(jìn)制相移鍵控（BinaryPhase-Shift（（DifferentialPhase-ShiftKeying,DPSK）/自差相干探測(cè)、正交相移鍵控（QuadraturePhase-ShiftKeying,QPSK）/（）相干調(diào)制具有精度高，傳輸速率高，傳輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，但是由于其需要額外的電路元件，同時(shí)由于運(yùn)行環(huán)境處于太空，需要對(duì)這部分電路元件進(jìn)行抗輻照處理，因此成本較高。圖表50：非相干調(diào)制與相干調(diào)制對(duì)比關(guān)鍵指標(biāo) 非相干體制 相干體制接收靈敏度抗干擾

低于相干體制20dB，增加低噪放后，仍低于相干接收機(jī)6dB以上。景光干擾。

比非相干高，相同條件下，終端體積和功耗有優(yōu)勢(shì)。抗背景噪聲能力強(qiáng)，接收機(jī)信噪比高，具備近日凌免疫的能力。接收機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)具有較高技術(shù)門(mén)系統(tǒng)復(fù)雜性 接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。非相干發(fā)射機(jī)的激光器和調(diào)制有集成成本 芯片的貨架產(chǎn)品接收機(jī)直接探測(cè)成較低。

檻。相干接收機(jī)需增加混頻移相器和本振激光器，成本較高。資料來(lái)源：夏方園等《激光星間鏈路終端技術(shù)發(fā)展與展望》，由于目前Starlink尚未公布其星間衛(wèi)星通信的主要參數(shù)，我們只能參考當(dāng)前主流的衛(wèi)星激光通信產(chǎn)品的參數(shù)與調(diào)制方式。從已公開(kāi)數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)前海外主要低軌星座的衛(wèi)星組件都采用了相干中的BPSK調(diào)制模式，主流通信速率均為10Gbps左右。51：Tesat、SpaceMicro和Mynaric指標(biāo)TesatUSASpaceMicroEuropeMynaric鏈路距離/km150040004500調(diào)制方式BPSKBPSKBPSK信息速率/Gbps101010重量/kg820.918功耗/W8015060資料來(lái)源：夏方園等《激光星間鏈路終端技術(shù)發(fā)展與展望》，我國(guó)的光通信行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在相關(guān)激光器，光放大器等組件上已經(jīng)形成了較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，衛(wèi)星通信上的光學(xué)部分與通信部分與地面光通信有著較高的相似度，我國(guó)有望憑借在傳統(tǒng)光通信行業(yè)上的深厚積累，快速追趕歐美先進(jìn)水平，除了國(guó)產(chǎn)星座搭載激光通信載荷外，隨著全球星間激光鏈路放量，國(guó)內(nèi)光器件廠商也有望切入全球市場(chǎng)。汽車(chē)之光—激光雷達(dá)激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別的雷達(dá)系統(tǒng)，激光雷達(dá)通過(guò)將接收到的反射信號(hào)與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行比較、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后，可獲得目標(biāo)的距離、方位、高度、速度、姿態(tài)甚至形狀等特征參數(shù)。激光發(fā)射系統(tǒng)：用于制造、生成激光，光線經(jīng)由激光發(fā)射器發(fā)出，通過(guò)控制光線方向和線數(shù)的光束控制器，最后通過(guò)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)校正后發(fā)射。激光接收系統(tǒng)：被反射的光經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)匯集后，光電探測(cè)器將接收到的反射光轉(zhuǎn)化電信號(hào)。信息處理系統(tǒng)：接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由信息處理模塊計(jì)算，獲取目標(biāo)表明形態(tài)、物理屬性等特性，最終建立物體模型。掃描系統(tǒng)：主要用于擴(kuò)大光源的探測(cè)范圍，并產(chǎn)生實(shí)時(shí)的平面圖信息。激光雷達(dá)&光通信，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速整合期。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈與光通信行業(yè)具有高度協(xié)同相關(guān)性。ROSA850nm1310nm1550nm905nm905nm和1550nm方案有何不同？905nmInGaAs全，這樣可以發(fā)射更高的激光功率以達(dá)到更高的測(cè)距靈敏度和信噪比。我們認(rèn)為，兩種方案未來(lái)有望相輔相成，1550nm雷達(dá)可用于檢測(cè)汽車(chē)前方或后方數(shù)百米的障礙物，更便宜的905nm雷達(dá)則專注于感知汽車(chē)周?chē)h(huán)境。圖表52：汽車(chē)激光雷達(dá)光電探測(cè)器材料響應(yīng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系資料來(lái)源：A.Carrasco-Casadoet.al,《Free-spaceopticallinksforspacecommunicationnetworks》，激光雷達(dá)常見(jiàn)的工作模式有飛行時(shí)間法（oF、調(diào)幅連續(xù)波（MCW）和調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）幾種。、AMCW圖表53：ToF達(dá)工原理 圖表54：AMCW雷達(dá)作原理資料來(lái)源：P.Sandbornet.al,《FMCWLidar:ScalingtotheChip-LevelandImprovingPhase-Noise-LimitedPerformance》，

資料來(lái)源：P.Sandbornet.al,《FMCWLidar:ScalingtotheChip-LevelandImprovingPhase-Noise-LimitedPerformance》，F(xiàn)MCW（圖表55：FMCW雷達(dá)工作原理資料來(lái)源：P.Sandbornet.al,《FMCWLidar:ScalingtotheChip-LevelandImprovingPhase-Noise-LimitedPerformance》，將三者對(duì)比來(lái)看，ToF最大的優(yōu)勢(shì)是利用現(xiàn)有的光通信產(chǎn)業(yè)鏈能迅速搭建測(cè)試環(huán)境，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較快。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，F(xiàn)MCW通過(guò)出色的環(huán)境光抗干擾性能、人眼安全性、高信噪比、更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，有望占據(jù)激光雷達(dá)市場(chǎng)的一席之地。EEL和VCSEL和VCSELVCSELDFB/FP/DBR最后從生產(chǎn)工藝和產(chǎn)線的角度看，激光雷達(dá)本身量級(jí)較光通信體量差距較大，光通信廠商可復(fù)用現(xiàn)有產(chǎn)線快速進(jìn)行切換，其成本可控。光通信廠商可以滿足激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈快速擴(kuò)產(chǎn)的要求。L3L3+年汽車(chē)產(chǎn)業(yè)L3L3+年中國(guó)激光43.1201963.1%CAGR。圖表56：中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）502021E

中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）2022E 2023E 2024E 2025E資料來(lái)源：沙利文研究，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，頭部激光雷達(dá)公司營(yíng)收持續(xù)增長(zhǎng)，映證激光雷達(dá)需求。隨著產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，激光雷達(dá)行業(yè)參與者眾多，競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，但頭部廠商仍然保持著營(yíng)收體量穩(wěn)健上漲的勢(shì)頭，證實(shí)了激光雷達(dá)潛在市場(chǎng)廣闊，能夠容下較多廠商參與。圖表57：納斯達(dá)克上市激光雷達(dá)企業(yè)近期營(yíng)收表現(xiàn)（百萬(wàn)美元）禾賽科技 Ouster Luminar cepton70605040302010021Q1 21Q2 21Q3 21Q4 22Q1 22Q2 22Q3 22Q4 23Q1 23Q2 23Q3資料來(lái)源：，隨著激光雷達(dá)成本不斷降低，以往只有理想L72010月底發(fā)布的問(wèn)界M9192線激250184/20Hz。圖表58：近期上市新車(chē)激光雷達(dá)配置梳理上市時(shí)間車(chē)型官方指導(dǎo)價(jià)（萬(wàn)元）激光雷達(dá)參數(shù)2023年9月72023款Max獵光17.371顆速騰聚創(chuàng)M系列，等效125線2023年11月小鵬P7系列22.99-32.492顆速騰聚創(chuàng)，126線2023年12月極氪0072024款智22.99-27.991顆激光雷達(dá)駕版系列2023年2月理想L72023Max37.981顆禾賽科技，128線2023年12月華為問(wèn)界M946.98-56.981顆192線激光雷達(dá)2025年一季度蔚來(lái)ET9803顆，其中2顆為側(cè)面廣角資料來(lái)源：懂車(chē)帝，有駕，蔚來(lái)官網(wǎng)，榮格汽車(chē)，L3EPS五、邊緣計(jì)算：始于AI，賦能應(yīng)用模型由大到小，AI走上應(yīng)用的快速路4月份，pnImAlmanMIT“未來(lái)的I進(jìn)展不會(huì)OpenaI2023AIMLC-LLMLLM為端（PonMc和bMLC的主要功能包括了：、GPUpythonMLCLLMAIPythonMLCLLM新模型、新想法和新的編譯器pass圖表59：MLC項(xiàng)目概覽資料來(lái)源：機(jī)器之心，MLC-LLM等模型給中小開(kāi)發(fā)者提供了低成本，快速訓(xùn)練專屬于自己的小模型的完整工具，而MLC-LLM則為中小開(kāi)發(fā)者在算力較低的環(huán)境或者邊緣進(jìn)行模型的推理搭建了基礎(chǔ)，三大工具，我們認(rèn)為已經(jīng)形成了AI走向邊緣的“基建雛形”。硬件賦能，AIGC2023210StableDiffusion，6ControlNet20238Gen3PCXElite和音頻芯片S78Gen3專為AIGCAI性能提升98%，100XEliteAI4.5751308Gen31StableDiffusion17020認(rèn)為，云端協(xié)同的“混合A”路線有望幫助移動(dòng)端AIPCAIAI“本地運(yùn)行AIGC”有望成為智能手機(jī)、PC的新賣(mài)點(diǎn)。AI能力近年始終作為智能手機(jī)的輔助功能，常用于廣告算法、應(yīng)用推薦、照片標(biāo)記等不痛不癢的后臺(tái)能力。當(dāng)下隨著AIAI觸AI英特爾發(fā)布酷睿UltraAIPCAIPC集成了AI應(yīng)用加速NPUPCAIAI創(chuàng)作，AIPCPC用戶的使用習(xí)慣和場(chǎng)景，也改變了PCPCAI應(yīng)用中心。圖表60：英特爾AIPC加速計(jì)劃資料來(lái)源：Intel，AIoT20232023AI飛輪下的百花齊放當(dāng)下市場(chǎng)以及投資者關(guān)注的應(yīng)用方向，主要集中于基于云端算力的如ChatGPT，Midjourney，CopilotI其實(shí)AIAIAIMA925GNSS能夠內(nèi)生解決V2X圖表61：自駕駛芯每秒別率對(duì)比 圖表62：美車(chē)規(guī)模組 資料來(lái)源：工信部， 資料來(lái)源：美格智能，AIAI在邊緣應(yīng)用方向1：基于生成式模型的“智能助理”AI人工智能體GPTLLMAIAgent通過(guò)其能夠勝任更加復(fù)雜的任務(wù)，這為AIAgent扮演人類日常生活的“助理”提供了可能。圖表63：AIAgent系統(tǒng)架構(gòu)資料來(lái)源：medium，ainomic，汽車(chē)是AIAgent最具潛力的應(yīng)用場(chǎng)景之一。車(chē)主在駕駛時(shí)，需要既快又準(zhǔn)地對(duì)汽車(chē)進(jìn)行操作，在座艙還未智能化的時(shí)代，這種操作依靠機(jī)械按鈕、操作桿進(jìn)行，而未來(lái)的人AIAgentAI賦予的智能化可以將Agent的能AIAgent5個(gè)圖表64：車(chē)載AIAgent能力的5個(gè)層次資料來(lái)源：此外，我們觀察到了海外爆火的應(yīng)用“id圖表65：Rewind應(yīng)用資料來(lái)源：Rewind官網(wǎng)，Prompt求，可以通過(guò)本地算力直接響應(yīng)客戶需求。第二，對(duì)于像“id類涉及到用戶隱私資料的部分，為了保證用戶安全，所有的數(shù)據(jù)歸納將會(huì)完全依靠本地算力進(jìn)行。因此，在降本，隱私方面，邊緣算力對(duì)于“生成式智能助理”能否形成商業(yè)閉環(huán)，至關(guān)重要。邊緣應(yīng)用方向2：具身智能具身智能是指能夠理解、推理并與物理世界互動(dòng)的智能系統(tǒng)。AIGC的“智能”表現(xiàn)在能夠進(jìn)行上下文理解和情景感知，輸出文字、圖像、聲音，而具身智能能夠在物理世界中進(jìn)行操作和感知，輸出各種機(jī)械動(dòng)作。通過(guò)物理環(huán)境的感知和實(shí)際操作，具身智能可以獲得更全面的信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高對(duì)環(huán)境的理解和決策能力。按照具身智能的定義，目前具身智能的實(shí)例繁多，其中包括人形機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)等。DOJOD1（362TFLPOS@FP8）OptimusIDCL4>100Mbps5-10ms圖表66：特斯拉機(jī)器人進(jìn)展資料來(lái)源：第一財(cái)經(jīng)，AI物聯(lián)網(wǎng)：復(fù)蘇與擴(kuò)張共振伴隨萬(wàn)物互聯(lián)的趨勢(shì)進(jìn)一步加速，海內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展穩(wěn)步進(jìn)行，連接數(shù)持續(xù)增加。/（2021—20232023年1123.1246772。IoT18%1432023IoT16%167圖表67：國(guó)三大運(yùn)商物網(wǎng)端用戶況 圖表68：全物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)預(yù)情況蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端用戶（億戶）蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端用戶增速（%，右軸）2520151050

33%32%31%30%29%28%27%26%25%24%2022年11月2023年3月2023年6月2023年9月資料來(lái)源：工信部， 資料來(lái)源：iot-analytics，物聯(lián)網(wǎng)按照通信方