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请务必阅读正文之后的重要声明部分-2-行业深度研究风险提示事件：网络建设投资不达预期风险、市场竞争风险、技术路径风险请务必阅读正文之后的重要声明部分-3-行业深度研究内容目录光通信上游中低端布局完备，高端突破大势已成................................................-4-国内光器件中低端布局完备，整体大而不强...............................................-4-数据中心带动高速光模块需求持续旺盛，有利于本土上游发展突破...........-7-国内传输相干光器件已有基础，即将完成高阶突破..................................-11-交换设备白牌化和需求差异化为本土芯片厂商带来机遇...................................-15-交换设备与芯片为高速数据枢纽，市场格局高度垄断...............................-15-数据中心催生端口速率升级，以太网交换芯片呈现向大吞吐量迭代趋势..-20-国内芯片厂商初具基础，产业环境有利于持续向上突破...........................-23-处理器芯片多路径发展成效显著，软件生态培育是决胜关键...........................-27-指令集架构决定软硬件体系，全球已形成一超垄断格局...........................-27-公有云和HPC将是拉动需求的主力，自主可控将引发CPU市场变局....-30-面对完全自主与生态培育两大挑战，国内厂商尝试差异化竞争................-33-风险提示............................................................................................................-37-请务必阅读正文之后的重要声明部分-4-行业深度研究光通信上游中低端布局完备，高端突破大势已成国内光器件中低端布局完备，整体大而不强近十年我国光通信产业取得了迅猛发展和骄人成绩，光通信设备全球份额中，本土厂商占比已逼近50%。但是上游与国际领先水平还存在较大差异。目前核心的组件和芯片仍严重依赖进口，高端产品中的上游国产化率不足10%，大而不强的问题突出。图表1.中国在光通信产业上游高端缺失，大而不强问题突出资料来源：中国光电子产业发展路线图，中泰证券光通信器件市场规模伴随宽带传输需求稳步增长，2011年全球总量67亿美金，到2017年已接近100亿美金，占据整个电信光设备市场规模的约6成；国内光器件需求占据全球的25%到30%，本土设备厂商份额占到全球近半，然而国内上游光器件厂商地位却与此严重失配。请务必阅读正文之后的重要声明部分-5-行业深度研究图表2.光通信器件厂商全球市场格局高度分散，竞争激烈资料来源：Ovum，中泰证券光器件产业产品品类繁多，竞争激烈，市场集中度较低，全球领先厂商主要集中在美国和日本，仅有国内龙头厂商光迅科技以5.6亿美金规模位居第五。国内企业在无源器件，低速光收发模块等中低端细分市场较强，布局完善，而在高端有源器件，高速光模块等方面基础还相当薄弱。由于光器件在整体产业链中盈利能力偏低，国内厂商集中在中低端，利润水平更加微薄。有源光收发模块的产值在光通信器件中占据65%的最大份额。为了提升竞争力和盈利能力，主要光器件厂商均大力布局高速光芯片、器件和光模块，全面向100G升级。国内龙头厂商也正积极向此方向突破。图表3.2017年光收发模块及光芯片、电芯片国产化率测算资料来源：中国光电子产业发展路线图，中泰证券请务必阅读正文之后的重要声明部分-6-行业深度研究目前10G速率光芯片国产化率已达50%，而25G以上速率光芯片国产化率仅为3%，远低于10G产品上游的国产化率。国内供应商可以提供少量25GPIN和25GAPD器件，25GDFB和EML激光器芯片也完成研发并进入送样检测阶段，而25G电芯片则基本完全依赖于进口。25G光模块的国产化率达到10%，国内涌现出一批公司在集成封测方面取得关键突破的公司，有待市占率逐步渗透。总体看，在25G及以上器件和模块中，国内水平全面滞后，亟待向高阶突破。国外大厂占据了高端光芯片和电芯片90%以上市场份额，以近年全球广泛部署的100G光通信系统为例，其中的可调窄线宽激光器、相干光发射/接收芯片、电跨阻放大芯片、高速ADC芯片和DSP芯片均依赖进口。光通信器件的核心是芯片，其中的电芯片在半导体IC领域属于市场规模非常小，但技术要求特别高的门类，投资比光芯片更大，研发生产周期更长。国内少数供应商涉足10G及以下产品，25G产品还处在送样阶段。在高速ADC、相干通信DSP芯片、50GPAM4芯片尚处于完全空缺。图表4.光通信器件产业重点发展产品请务必阅读正文之后的重要声明部分-7-行业深度研究资料来源：中国光电子产业发展路线图，中泰证券工信部有针对性地制定了面向重点发展的产品，特别值得关注的在光模块和子系统方向，在5G规模商用的2020年，高速相干模块要实现国产化，光电芯片国产化率要达到100%；10GPON与下一代PON收发模块实现低成本规模化生产，核心光电芯片50%国产化；RODAM核心光电芯片国产化率达100%；HDMI视讯传输有源光缆，核心光电芯片实现60%的国产化。在芯片和有源光器件方向，实现10G大功率、25G高速EML芯片和器件的产业化，10G速率EML实现50%左右国产化、25G速率芯片国产化率达30%；25G及以上DFB芯片和器件上，市占率需超过30%；25G及以上VCSEL芯片及器件市占率达10~20%；PLC型AAWG芯片及器件市占率达到40%。以上路标显示了5G商用阶段固网传输的战略核心，是构成攻克高端市场的重要基石，需要重点关注！数据中心带动高速光模块需求持续旺盛，有利于本土上游发展突破电信网正越来越侧重于担负中长距离大带宽可靠传输，面向业务内容服务的设备与网络明显分化并高度专业，是高速发展的移动互联业务驱动下的大势。如今，作为面向特定客户群和特定业务的服务型基础设施，数据中心在全球范围建设面积快速增长，设施上的规模集中化，和分布上的密集边缘化同时存在。在此过程中，互联网内容供应商（ICP）主导着新一代数据中心互联（DCI）的发展，不但使IDC内部互联方案产生了颠覆性变化，宏观上也重塑了电信接入与城域网。请务必阅读正文之后的重要声明部分-8-行业深度研究图表5.ICP/CNP厂商设备开支占比逐年提升（亿美金）资料来源：Ovum，中泰证券从网络设备开支情况看，从2011年开始电信运营商开支稳定徘徊在3100亿到3400亿美金之间；而ICP厂商在设备上的开支从390亿元稳步上升，到2017年已经逼近900亿，复合增速17.36%，且增长趋势有望延续和强化。我们认为，在未来5年，ICP和CNP厂商的设备开支有望占据总设备开支的三成。图表6.海外大型ICP资本开支走势资料来源：讯石资讯，中泰证券北美ICP主导了发端于2015年的数据中心升级，为服务器和交换机互联架构和端口速率引入最高水准。从那时到现在，北美ICP在新一代数据中心上已经投入数十亿美元，建设了数十万平方米的数据中心，而且这样的强势还在延续，其发展大致面向三个方向：一是围绕带宽消费或者业务集中的地区扩建，增强大带宽业务的处理能力；二是更接近人口集中区点，将部分业务转移到规模较小的边缘DC上，减少时延并提升业务感知；此外北美ICP还加大了全球DCI部署，大幅提升了在跨洋光缆上的投入。从各厂商公开的计划来看，北美前五大云服务供应商从2018年起，0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%0.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.004000.004500.002011201220132014201520162017ICP/CNP开支运营商开支非运营商开支占比请务必阅读正文之后的重要声明部分-9-行业深度研究设备开支都还将出现上台阶式的跨越：谷歌在2018年将投入近18亿美金新建和扩建近三个数据中心；亚马逊计划扩建12个可用区和4个区域，投资额接近13亿美金；脸数计划新建和扩建的数据中心达到8个，并计划未来20年投入200亿美金打造亚特兰大DC园区，2018年开支约为14亿美金；苹果计划5年投资100亿美金用于数据中心建设；微软在全球已经有50个Azure区域，18年开支规模约为10亿美金。图表7.国内大型ICP资本开支走势资料来源：讯石资讯，中泰证券伴随国内云业务上量，国内云服务供应商也逐步开启大型数据中心的集中投入期，阿里全球可用区的数量已经达到37个，马来西亚和香港第三数据中心已经开服，孟买数据中心将在今年开服，其在华北、华东和华南的22个可用区布局已经完备，将在近年逐步上线，其中设置在南通的江苏云数据中心项目，总投资180亿元，占地30万平方米，更进一步在欧洲建立的新数据中心也在规划中，预计未来三年设备商的资本开支将从300亿元升至400亿元。腾讯则在全球的22个地理区域运营着44个可用区，在2017年初，腾讯宣布新增5大海外DC，目前已经开服3个，在今年的OFC上，腾讯宣布其数据中心数量超过80个，服务器数量超过100万台，未来三年公司的资本开支也将达到200亿元以上。伴随DC内服务器端口能力提升和机柜中服务器密度接近饱和，Google在2015年全面引领了数通网的升级：包括100G短程光收发模块的全面替换、机柜顶部通过短程光链路连接到脊交换机，突破原有的高收敛比网络层级，形成扁平化的互联交换架构。这样的变化一方面促使光模块带宽也从原有的40G加速提升到100G，更带来面向数据中心封装模式的光模块数量迎来爆发。请务必阅读正文之后的重要声明部分-10-行业深度研究图表8.阿里巴巴光学路线图资料来源：讯石资讯，中泰证券从阿里网络公布的光学路线图看，2013年开始铺设40G，2017年开始大规模部署100G，未来两年新建数据中心内的光互联都将围绕100G速率的器件展开，采取主流的封装方式，国内主要龙头都已经具备相关的封测能力，庞大的市场将进一步培育相关公司的大批量供货、稳定和低成本产品提供难得的成长机遇。阿里计划2019年开始铺设400G网络。目前业务需求已要求达到400G，但成本控制下的技术指标仍然达不到。2019年之后的下一代网络，技术方向更难确定，可能要依靠材料上的突破，或是采纳相干技术。图表9.腾讯数据中心网络演进方向资料来源：讯石资讯，中泰证券2017年腾讯数据中心也开始向100G光学过渡，在数据中心内，腾讯的建筑和园区间互联采用100GSR4和CWDM4，机架内连接则选择AOC，也是常见的封装方式，将为本土厂商引入机会。预计到2019年腾讯会转向400G，发展节奏和阿里基本一致，具体技术方案或许稍有差异。请务必阅读正文之后的重要声明部分-11-行业深度研究图表10.电信网用光模块保持平稳，云应用将是拉动增长的主要力量（百万美金）资料来源：Lightcounting，中泰证券2018-2022年度，中国市升级通信网络并向外输出依然是拉动增长的主要动力。BAT也刚刚开始进行网络架构升级，未来5年需求将持续高增长。综上，今年国内数据中心建设将会全面上量，带动光模块需求持续。国内包括光迅、旭创、海信、新易盛和博创科技等公司都以陆续具备了25G速率光模块的集成封测能力。根据光迅2017年网上业绩说明会，其25G的DFB/EML光芯片预计在在下半年给客户送样，2019年有望批量供货。其产品发布时间正好在国内100G全面上量的时间窗内，并且与5G起量时间衔接，会充分享受需求扩张带来的红利。国内传输相干光器件已有基础，即将完成高阶突破未来光器件市场将在5年左右实现翻倍增长，应用领域将发生结构性变化，重点在以太网光传输、无线、