在AI算力需求爆发式增长的驱动下，光芯片作为光通信产业链的核心元器件，正迎来历史性的市场机遇。中原证券最新发布的通信行业专题研究报告指出，2024年全球光芯片市场迎来强劲复苏，增速有望超过50%，2023-2027年全球光芯片市场的年复合增长率将达到14.86%。AI算力基础设施建设、数据中心扩容、5G网络建设及千兆光纤升级三重需求共振，推动高速率光芯片（25G及以上）占比持续扩大，国产替代进程加速。本文从市场规模、驱动因素、产品结构三个维度解析光芯片市场的增长空间。
全球光芯片市场——2024年复苏+50%，CAGR达14.86%
全球光芯片市场正进入高速增长通道。据C&C测算，2024年全球光芯片市场迎来强劲复苏，增速有望超过50%，2023-2027年全球光芯片市场的年复合增长率将达到14.86%。高速率光芯片市场的增长速度将远高于中低速率光芯片。
光芯片市场的增长主要受益于三个关键因素。第一，AI带动光通信产品结构变化，对高速光通信解决方案的需求持续增长，从以25Gbps为主流的芯片时代迈向100Gbps时代，正推动200Gbps光芯片的规模商用。第二，AI带动数据中心、电信运营商城域网络扩张，以及接入网市场转向更高速率的50GPON迈进，进一步推动光芯片的市场成长空间。第三，更多厂商在高速光芯片领域的技术突破和产能扩张，推动光通信技术向更多领域延展。
LightCounting预计全球光模块市场在2024-2028年将以15%的年复合增长率扩张，对AI集群应用中以太网光模块的强劲需求将是增长的主要因素。以太网光模块市场2024年增长40%，2025年增长超20%，2026-2027年保持两位数增长。
算力基础设施——全球算力+54%，AI服务器需求爆发
全球算力规模的持续扩张是光芯片需求增长的根本驱动力。2023年全球计算设备算力总规模为1397 EFLOPS，同比增长54%，其中智算规模875 EFLOPS（FP32），占总算力比例达到63%，同比增加13个百分点。预计未来五年全球算力规模将以超过50%的速度增长，至2030年全球算力将超过16 ZFlops，智算占比将超过90%。
2023年我国算力总规模达到435 EFLOPS（FP32），同比增长44%，智算规模289.4 EFLOPS（FP32），同比增长62%，占比66.5%。2023年我国AI服务器出货量达到33万台，同比增长15%，加速服务器市场规模达到94亿美元，同比增长104%。
算力基础设施的建设直接拉动光模块需求。AI服务器对光模块的需求量显著高于传统服务器，而且高速率光模块（400G/800G/1.6T）需要更先进的光芯片支持。1.6T光模块批量商用的进程正在加速，对光芯片提出更高要求，包括200G PAM4 EML、CW光源等在内的多种芯片将成为主流解决方案。
高速率光芯片——国产化率仅5%，替代空间巨大
光芯片在不同速率光模块的成本占比通常在30%-70%，超高速模块中光芯片成本占比更高。随着光模块速率从400G向800G、1.6T升级，高速率光芯片的需求占比持续扩大。
从国产化率看，我国2.5G及以下速率光芯片国产化率超90%，10G光芯片国产化率约60%，25G光芯片国产化率约20%，而25G以上速率光芯片国产化率仅约5%。25G及以上高速率光芯片严重依赖进口，国产替代空间巨大。目前25G及以上速率光芯片市场主要被美国的Lumentum、II-VI、博通，日本的三菱、住友等厂商垄断。
2023年10G DFB芯片竞争格局中，三菱、住友、Broadcom、Lumentum、AOI等海外厂商占据主导。国内光芯片企业追赶较快，源杰科技已推出100G PAM4 EML光芯片、70mW/100mW大光功率激光器，长光华芯近期发布200G EML配套产品和70mW CWDM4 CW Laser光芯片，代表着国产化高端光芯片的重大技术突破。
表1：光芯片市场空间与国产化率关键数据| 指标 | 数据 |
|---|
| 2024年光芯片市场增速 | 超50% |
| 2023-2027年光芯片市场CAGR | 14.86% |
| 25G以上光芯片国产化率 | 约5% |
| 25G光芯片国产化率 | 约20% |
| 2028年全球光模块市场规模 | 约904亿美元 |
| 2024-2028年光模块市场CAGR | 15% |
投资建议——关注光芯片国产替代主线
光芯片市场正受益于AI算力、数据中心、5G网络三重需求共振。建议关注三条投资主线：高速率光芯片设计与制造（源杰科技、长光华芯、仕佳光子，受益于25G及以上光芯片国产替代）；光模块龙头（中际旭创、新易盛、光迅科技，全球前十光模块厂商，受益于AI光模块需求放量）；硅光技术相关（CW光源、硅光芯片设计，受益于硅光渗透率提升）。随着中美贸易摩擦推动国产替代进程加速，国内光芯片企业在高端市场的渗透率有望持续提升。
