全球网络流量增长驱动数据中心规模建设，拉动高速光模块需求

网络流量增长进行时，云数据中心流量占据主导地位。随着网络速度的提升，对流量日益增长的需求使得网络变革呈现多样性的发展方向。根据 Cisco 的预测，全球数据中心的 IP 流量从2016 年的 6.8ZB 增长到 2021 年的 20.6ZB，年复合增长率约为 25%。其中，在云应用激增的推动下，云数据中心流量将占数据中心流量的绝大部分。从全球来看，到 2021 年，云数据中心流量将达到总数据中心流量的 95%，而在 2016 年此占比约为 88%。

全球数据中心 IP 流量增长预测

资料来源：Cisco

全球云数据中心流量占比

资料来源：Cisco

同时，伴随着 5G 商用，数据流量也将呈现大幅度的增长趋势。2019年，全球主要的国家正在积极参与 5G 商用，运营商也在全速部署下一代网络设备。5G 推动通信需求从人际通信向物联网络全方位拓展，带动网络连接数与数据流量增长。5G 的三个应用场景主要是：eMBB（增强型移动带宽）、mMTC（海量机器类通信）和 URLLC（超可靠低时延通信），其中 mMTC 和 URLLC就是面向垂直行业与万物互联，未来 5G 将可以广泛应用于生活的各个方面。目前 4G 通信技术尚不能满足的场景，例如自动驾驶汽车、无人机飞行、VR/AR、移动医疗、远程操作复杂的自动化设备等，均属于5G 应用的部分领域。因此，5G 业务的多样性将带动海量设备连接入网，数据流量将继续保持爆发增长。

受益于云数据中心流量的发展趋势，大型数据中心规模将继续增长。Synergy Research Group的新数据显示，截至 2020 年上半年，全球 20 家主要云和互联网服务公司运营的大型数据中心总数增加到了 541 个，跟五年前(2015 年上半年)相比翻了一番多, 且目前共有 176 个数据中心在规划建设中，预计 2020-2022全球大型数据中心总数将分别达到 588、662 和 736 个。美国仍然占有数据中心市场 38%的份额，位居第一，中国占比 9%，位列第二。EMEA(欧洲、中东和非洲)和亚太地区也依然保持着最快的增长速度。其中最受欢迎的国家是中国、日本、英国、德国和澳大利亚，五国的总市场份额约为全球市场的 30%。在过去的四个季度里，15 个国家都有新的大型数据中心启动，其中美国、韩国、瑞士、意大利、南非和巴林新增的数据中心最多。

2020 年上半年：全球超大规模数据中心达 541 个

资料来源：Synergy

2020 年上半年全球超大规模数据中心市场份额

资料来源：Synergy

传统的三层结构到叶脊网络两层架构带来高端光模块的需求大幅增加。“东西向流量”取代“南北向流量”成为数据中心主要数据流量，催生网络架构升级。随着数据中心内部流量的增加，原来基于纵向传输方式的传统三层网络架构已不能满足需求，新型的脊叶式结构（Leaf-Spine）应运而生。这种扁平化的网络结构大大提高了数据传输的效率，同时也带来更多的连接需求，意味着服务器与交换机、交换机与交换机之间需要更多的高端光模块进行连接。

100G/400G 等高速光模块需求放量。下表是1000 个机柜的中大型数据中心传统三层架构和叶脊架构所使用光模块数量的对比案例，对于 40G 和 100G 光模块的使用数量差别可能达到 15-30 倍之多。对大型和超大型数据中心而言，随着机柜和服务器数量增加，整体结构将更趋于大型化和复杂化，对应的叶脊架构下所需高速光模块的数量是巨大的，且数据中心规模越大，需求的加速度越大。正因如此，资本市场对叶脊网络非常关注，叶脊网络将带动光模块市场的增长，尤其是 100G、400G 这样的高速率光模块。

2019 年是 400G 光模块开始实现规模应用之年，预计 2023 年在高速率光模块市场占有率将过半。受交换机芯片性能提升及流量增加迅猛增长驱动，数据中心交换机端口速率从 100G 演进到 400G。前期 400G 光模块产业链配套不成熟，光模块价格仍处于高位，因此 100G 至 400G的提升将不会一蹴而就。现阶段 400G 数通光模块主要有三种应用场景，分别为机柜内交换机和服务器互联，机柜间交换机互联和数据中心互联，主要封装形式为 QSFP-DD 和 OSFP。根据Ovum 预测，400G 光模块有望在 2023 年占有行业过半市场空间，数通业务有望迎来长期增长点。

1000个机柜中传统架构和叶脊架构所需光模块数量

资料来源：公开资料