算力核心賽道：光模塊產(chǎn)業(yè)鏈全景解析（附股）

當(dāng)前海外算力高速發(fā)展，北美AI龍頭博通、CoreWeave和全球AI算力芯片龍頭英偉達(dá)均大幅超越前高，Meta近期也表示將在人工智能領(lǐng)域投資數(shù)千億美元。

另?yè)?jù)報(bào)道，美國(guó)英偉達(dá)公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛剛剛宣布了兩個(gè)重要進(jìn)展：1）美國(guó)已批準(zhǔn)H20芯片銷往中國(guó)；2）英偉達(dá)將推出RTXproGPU。

英偉達(dá)中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)迎來(lái)新的積極變化，有望進(jìn)一步帶動(dòng)算力配套產(chǎn)業(yè)鏈景氣度提升。

此外，國(guó)內(nèi)AI核心公司2025上半年業(yè)績(jī)?nèi)娉A(yù)期，大廠在交換機(jī)和光模塊等領(lǐng)域密集投入，有望持續(xù)推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)升級(jí)。

光模塊是AI算力產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化程度最高的環(huán)節(jié)之一，本文重點(diǎn)解析光模塊產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)。

01

光模塊行業(yè)概覽

光模塊由光芯片和光器件組裝而成后被插入或嵌入到光通信設(shè)備中，用于設(shè)備的對(duì)外連接。

在光纖通信中用于電信號(hào)和光信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換，在發(fā)送端實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換，接收端實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域劃分，主要有數(shù)通市場(chǎng)和電信市場(chǎng)。

經(jīng)歷多年演進(jìn)，形成了數(shù)通市場(chǎng)規(guī)模大于電信市場(chǎng)的格局。

數(shù)通光模塊平均迭代周期約3-4年，速率的提升推動(dòng)光模塊技術(shù)快速迭代。

100G從2016年開始上量到2021年有5年的生命周期；

400G數(shù)通光模塊：從2020年開始進(jìn)入規(guī)模上量階段，22-24年持續(xù)上量。

800G數(shù)通光模塊：面向AI和通用計(jì)算，從2022Q4開始規(guī)模化商用，2023年進(jìn)入大規(guī)模交付，2024年開始成為800G光模塊批量供應(yīng)元年。

1.6T光模塊：需求進(jìn)入規(guī)模化啟動(dòng)階段，部分超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已開始部署1.6T光模塊，但整體市場(chǎng)仍處于早期階段，需求尚未完全爆發(fā)。

在數(shù)據(jù)流量激增和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)雙重驅(qū)動(dòng)下，光連接技術(shù)向高速率、大容量和低能耗等方向發(fā)展演進(jìn)，其中高速率是最核心發(fā)展訴求。當(dāng)前AI服務(wù)器需求持續(xù)推升800G/1.6T高速率光模塊的增長(zhǎng)動(dòng)力。

2025年超大規(guī)模運(yùn)營(yíng)商在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部及之間的光模塊部署有望繼續(xù)大幅增長(zhǎng)。

據(jù)Lightcounting預(yù)測(cè)，全球光模塊市場(chǎng)在2024年至2029年間將以年均復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）22%的速度增長(zhǎng)，至2029年，市場(chǎng)規(guī)模有望突破370億美元。

02

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上游為光電子器件、集成電路芯片、光芯片、PCB、結(jié)構(gòu)件等原材料和元器件；中游主要包括光接收模塊、光發(fā)送模塊、光收發(fā)體模塊、光轉(zhuǎn)發(fā)模塊等；下游應(yīng)用領(lǐng)域包括光通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、電信行業(yè)、醫(yī)療設(shè)備等。

光模塊核心環(huán)節(jié)：主要包括光芯片、光器件、電芯片、光模塊等環(huán)節(jié)。

國(guó)內(nèi)廠商在光模塊組裝及無(wú)源器件制造領(lǐng)域具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

光芯片

光芯片是光模塊上游實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的核心部件，直接影響光模塊的傳輸速率和穩(wěn)定性，其成本占比較高。

主要分為激光器芯片和探測(cè)器芯片兩大類。其中，激光器芯片價(jià)值量較高。

根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率來(lái)劃分，激光器芯片又可以分為低速率產(chǎn)品和高速率產(chǎn)品。

低速率產(chǎn)品：主要包括2.5G和10G光芯片，已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

2.5G光芯片：國(guó)內(nèi)光芯片企業(yè)在低速率領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)90%以上市場(chǎng)份額。該環(huán)節(jié)主要代表廠商有武漢敏芯、中科光芯、光隆科技、光安倫、仕佳光子、源杰科技、中電13所、三安光電等。

10G光芯片：在移動(dòng)通信和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)中，國(guó)內(nèi)源杰科技市占率領(lǐng)先，長(zhǎng)光華芯核心產(chǎn)品包括100mWCWDFB激光器芯片，兼容800G/1.6T等高速率光互聯(lián)場(chǎng)景。云嶺光電、中電13所、中科光芯、武漢敏芯、光迅科技、海信寬帶、索爾思、三安光電、仕佳光子等也是核心參與者。光纖接入市場(chǎng)相關(guān)芯片設(shè)計(jì)與工藝開發(fā)復(fù)雜，國(guó)產(chǎn)化率較低，國(guó)際上僅博通、住友電工、三菱電機(jī)等少數(shù)國(guó)際頭部廠商能夠批量供貨。

高速率產(chǎn)品：目前海外供應(yīng)商仍占據(jù)主要份額。全球光芯片中高速VCSEL芯片主要由博通供應(yīng)；電芯片方面，PAM4DSP目前主要供應(yīng)商為Marvell（Inphi）、博通等，呈現(xiàn)雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)局面。

25G及以上光芯片：國(guó)內(nèi)可以提供性能達(dá)標(biāo)、穩(wěn)定性可靠的25G及以上高速率激光器芯片的廠商較少，主要包括云嶺光電、源杰科技、武漢敏芯、光迅科技、中科光芯、永鼎股份和索爾思光電等。

硅光芯片：當(dāng)前在高速光模塊、光互連等領(lǐng)域正迅速發(fā)展。硅光芯片是光芯片中基于硅基材料的特定技術(shù)路徑，屬于光芯片的子類。

硅光芯片技術(shù)較成熟，但從芯片到光模塊封裝工藝存在較多難點(diǎn)。海外英特爾、思科、博通、Marvell、Lumentum等是該領(lǐng)域頭部玩家。不過(guò)傳統(tǒng)的EML光芯片供應(yīng)商三菱/住友/Lumentum/II-VI/博通及CW主力供應(yīng)商住友/博通/古河均擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度稍慢。

國(guó)內(nèi)廠商中，代表廠商光迅科技在400G、800G硅光芯片已具備批量能力，在OFC展上聯(lián)合思科推出了1.6T OSFP-XD硅光光模塊。源杰科技提供包括大功率硅光光源產(chǎn)品在內(nèi)的多種產(chǎn)品。仕佳光子不同型號(hào)的CW光源在多家大廠驗(yàn)證導(dǎo)入中，已在部分硅光高速光模塊中得到小批量應(yīng)用，最新開發(fā)的CWDFB激光器產(chǎn)品在50℃下實(shí)現(xiàn)功率大于1000毫瓦的突破。

光器件

光器件是封裝與集成的基礎(chǔ)，TOSA、ROSA、BOSA是光模塊的組成部分，成本占比約30%-40%，國(guó)產(chǎn)化率較高。

TOSA 光發(fā)射組件：負(fù)責(zé)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。TOSA以激光二極管為核心光源，需滿足低功耗、高功率等特性。國(guó)內(nèi)廠商中，天孚通信通過(guò)高速光引擎平臺(tái)實(shí)現(xiàn)TOSA的垂直整合，提供從無(wú)源光器件到有源封裝的完整解決方案；太辰光通過(guò)收購(gòu)海外資產(chǎn)布局TOSA相關(guān)技術(shù)，主要產(chǎn)品以無(wú)源器件為主。

ROSA光接收組件：ROSA將光信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)，其核心器件光電二極管（PD）或雪崩光電二極管（APD）的技術(shù)門檻較高，國(guó)內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)部分突破。例如，天孚通信的ROSA產(chǎn)品線涵蓋隔離器、光纖適配器等配套器件；光庫(kù)科技鈮酸鋰調(diào)制器等產(chǎn)品在高速ROSA領(lǐng)域具有較強(qiáng)實(shí)力，其自主研發(fā)的AM系列高帶寬模擬調(diào)制器實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)率先打破國(guó)外壟斷。

BOSA光收發(fā)一體組件：BOSA集成TOSA和ROSA功能，，主要用于低速率光模塊。國(guó)內(nèi)廠商在BOSA領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率較高，天孚通信、太辰光等企業(yè)均能提供全系列解決方案。

03

光模塊競(jìng)爭(zhēng)格局

光模塊每一代技術(shù)升級(jí)往往伴隨技術(shù)路徑的演化，引導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)格局變化。

隨著迭代周期縮短，帶來(lái)行業(yè)技術(shù)門檻顯著提升，頭部廠商優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯。

根據(jù)Lightcounting數(shù)據(jù)，近十五年來(lái)全球光模塊供應(yīng)商格局產(chǎn)生深刻變革。近年來(lái)中國(guó)廠商的排名持續(xù)攀升。

LightCounting最新發(fā)布的2024年全球光模塊TOP10榜單顯示，中國(guó)廠商已在該領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位（占7席）。

旭創(chuàng)科技（排名第1）和新易盛（排名第3）將其業(yè)務(wù)重點(diǎn)聚焦于服務(wù)北美云公司，專注于高速以太網(wǎng)光模塊這一增長(zhǎng)最快的細(xì)分市場(chǎng)。華為排名第4，光迅科技、海信寬帶、華工正源分列第6至9位，索爾思光電位居第10。這一格局充分展現(xiàn)中國(guó)廠商在全球光模塊市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。

2024年度全球TOP10光模塊供應(yīng)商榜單：

資料來(lái)源：LightCounting

04

CPO：光互連新技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)傳輸速率從800G向1.6T、3.2T升級(jí)，傳統(tǒng)可插拔光模塊方案中，電阻損耗和熱效應(yīng)均呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，CPO等技術(shù)有望成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心互連的重要解決方案。

CPO（共封裝光學(xué)）：是將光引擎和交換芯片共同封裝在一起的光電共封裝技術(shù)，從而降低信號(hào)衰減、降低系統(tǒng)功耗、降低成本和實(shí)現(xiàn)高度集成，可用于數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算。

其核心是使光信號(hào)和電信號(hào)在同一芯片上進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，以降低信號(hào)損耗。

傳統(tǒng)的可插拔光模塊的功耗范圍為15到16瓦，CPO光模塊的功耗進(jìn)一步降至6瓦以下。

CPO光模塊的功耗相對(duì)最具優(yōu)勢(shì)：

此外，CPO光模塊還能保持較長(zhǎng)的傳輸距離。

這一轉(zhuǎn)變也標(biāo)志著從傳統(tǒng)光學(xué)模塊中的“電互連”向真正的“光互連”的轉(zhuǎn)變。

根據(jù)LightCounting的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2027年CPO端口將占總800G和1.6T端口的近30%。

高速光模塊向CPO迭代的技術(shù)路線：

CPO產(chǎn)業(yè)鏈玩家主要包括交換芯片、交換機(jī)、硅光代工廠、終端用戶等主導(dǎo)CPO市場(chǎng)。

當(dāng)前海外大廠引領(lǐng)CPO產(chǎn)業(yè)發(fā)展。CPO的需求主要集中在海外，博通已交付業(yè)界首款51.2TCPO以太網(wǎng)交換機(jī)Bailly；邁威爾將CPO技術(shù)集成到下一代定制XPU中，提升AI服務(wù)器性能；英偉達(dá)加速CPO技術(shù)進(jìn)程，并在GTC大會(huì)上發(fā)布了3款CPO交換機(jī)。

國(guó)內(nèi)眾多廠商積極布局CPO技術(shù)：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，光通信產(chǎn)業(yè)鏈廠商中，聯(lián)特科技、中際旭創(chuàng)、通宇通訊、中京電子、天孚通信、新易盛、光迅科技、德科立、亨通光電、華工科技、劍橋科技、博創(chuàng)科技、銘普光磁、騰景科技、匯綠生態(tài)等多家已經(jīng)開始布局CPO相關(guān)技術(shù)研發(fā)或業(yè)務(wù)；太辰光布局保偏MPO和光柔性板；源杰科技和仕佳光子均已布局大功率CW光源；羅博特科子公司ficonTEC布局硅光耦合及封裝設(shè)備；銳捷網(wǎng)絡(luò)、新華三等發(fā)布了業(yè)界領(lǐng)先的CPO交換機(jī)。華為、騰訊、阿里等大廠均在儲(chǔ)備或采購(gòu)相關(guān)設(shè)備，部分已應(yīng)用于超算等市場(chǎng)。

隨著AI大模型訓(xùn)練和推理應(yīng)用加速，數(shù)據(jù)中心對(duì)高帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟪尸F(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，算力需求激增，將一步帶動(dòng)光模塊等光連接需求大幅增加，有望給國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)帶來(lái)新一輪機(jī)遇。

來(lái)源：樂(lè)晴智庫(kù)精選