近期AI算力鏈重回市場(chǎng)關(guān)注視線，行業(yè)迎來(lái)頻繁催化。海外科技巨頭博通市值創(chuàng)歷史新高，同時(shí)發(fā)布了TH6102.4的交換機(jī)芯片，月初英偉達(dá)重回全球第一大市值公司。

當(dāng)前全球算力需求高增，AI大模型訓(xùn)練和推理需要海量并行數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出更大的需求，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)光模塊更新迭代進(jìn)程提速，同時(shí)推動(dòng)新技術(shù)CPO、LPO和硅光高速發(fā)展。

在之前的文章中，我們梳理過(guò)AI算力數(shù)據(jù)中心全景解析。

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。

光模塊構(gòu)成：主要包括四個(gè)關(guān)鍵部分：PCBA（印刷電路板組件）、TOSA（光發(fā)射次模塊）、ROSA（光接收次模塊）以及外殼。

光模塊外觀結(jié)構(gòu)：

資料來(lái)源：《5G承載光模塊白皮書(shū)》

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行劃分，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：

100G從2016年開(kāi)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(kāi)始進(jìn)入規(guī)模上量階段，22-24年持續(xù)上量。

800G數(shù)通產(chǎn)品從2022Q4開(kāi)始規(guī)?；逃?，2023年進(jìn)入大規(guī)模交付，2024年開(kāi)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)?；瘑?dòng)階段，部分超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心已開(kāi)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)。

當(dāng)前800G需求仍保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)，二者呈現(xiàn)互補(bǔ)態(tài)勢(shì)。

02

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上游包括光芯片制造商和光器件供應(yīng)商，提供光模塊制造的關(guān)鍵原材料。??中游主要有光模塊制造以及光通信設(shè)備供應(yīng)商，主要將光芯片和光器件組裝成完整的光模塊，并開(kāi)發(fā)配套的驅(qū)動(dòng)電路和控制系統(tǒng)。??下游分為數(shù)通市場(chǎng)和電信市場(chǎng)，包括互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算企業(yè)、電信運(yùn)營(yíng)商等最終用戶(hù)。

光模塊核心供應(yīng)鏈：主要包括光芯片、光器件、電芯片、光模塊、光模塊設(shè)備等環(huán)節(jié)。

在全球化產(chǎn)業(yè)鏈分化局勢(shì)下，國(guó)外歐美廠商專(zhuān)注上游光芯片研發(fā)，擁有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。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。

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上游

光模塊上游由光芯片制造商和光器件供應(yīng)商組成，上游原材料供應(yīng)充足，供應(yīng)商較多，產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟。

光芯片是上游核心器件，約占光模塊總成本的26%。

從成本構(gòu)成來(lái)看，高速光模塊核心器件包括EML激光器芯片、DSP芯片、探測(cè)器芯片，以及PCB板和外殼等光學(xué)器件，其中激光器芯片價(jià)值量最高。

低速率產(chǎn)品：已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，我國(guó)光芯片企業(yè)已基本掌握2.5G光芯片和10G光芯片的核心技術(shù)。

2.5G光芯片市場(chǎng)已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，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。據(jù)公開(kāi)資料顯示，該環(huán)節(jié)主要廠商有武漢敏芯、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光芯片速率范圍內(nèi)國(guó)產(chǎn)光芯片約占據(jù)為60%左右的市場(chǎng)份額。

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及以上光芯片方面，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。

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈下游

光模塊行業(yè)通常根據(jù)下游客戶(hù)需求制定生產(chǎn)計(jì)劃，再根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃提前向上游供應(yīng)商采購(gòu)原材料。

市場(chǎng)規(guī)模主要受到電信和云廠商資本支出的影響，其中來(lái)自云廠商方面的投入波動(dòng)影響最大。

全球光模塊400G客戶(hù)主要集中于亞馬遜（約45%）和谷歌（約25%）、800G主要集中于英偉達(dá)（約50%）、谷歌(約30%）和Meta（約20%）等。

英偉達(dá)預(yù)計(jì)將在FY26Q2實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)GB300，目前下游CSP廠商對(duì)于B卡需求旺盛，也與此前行業(yè)明年800G加單相對(duì)應(yīng)。英偉達(dá)明確2026年將使用1.6T網(wǎng)卡，對(duì)應(yīng)3.2T光模塊需求，明確了光模塊升級(jí)迭代的節(jié)奏。

以博通主導(dǎo)的以太網(wǎng)陣營(yíng)，繼英偉達(dá)之后也進(jìn)入1.6T時(shí)代，后續(xù)CSP大廠有望加速1.6T網(wǎng)絡(luò)布局。

03

光模塊市場(chǎng)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。

近年來(lái)全球光模塊企業(yè)加快并購(gòu)重組，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，行業(yè)集中度進(jìn)一步提高。

在全球光模競(jìng)爭(zhēng)格局中，中國(guó)廠商極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

近期，光通信行業(yè)研究機(jī)構(gòu)LightCounting公布了2024年度全球TOP10光模塊供應(yīng)商榜單。

LightCounting表示，在2020年，大多數(shù)日本和美國(guó)供應(yīng)商已退出該市場(chǎng)，而中國(guó)供應(yīng)商的排名則不斷提升。

旭創(chuàng)科技（中際旭創(chuàng)）和新易盛將其業(yè)務(wù)重點(diǎn)聚焦于服務(wù)北美云公司，這一策略在2024年獲得了豐厚回報(bào)，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)記錄的盈利能力。

旭創(chuàng)科技的收入在2024年增長(zhǎng)了114%，超過(guò)33億美元，該公司擴(kuò)大了與長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Coherent的差距。

新易盛排名從2023年第7位上升至2024年第3位。

旭創(chuàng)科技和新易盛幾乎完全專(zhuān)注于高速以太網(wǎng)光模塊，這一細(xì)分市場(chǎng)在近兩年增速迅猛。

光迅科技、海信寬帶、華工正源（華工科技）也受益于2024年底中國(guó)云公司對(duì)光模塊產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)這些供應(yīng)商在2025年將迎來(lái)更高增長(zhǎng)。

2024年度全球TOP10光模塊供應(yīng)商榜單：

資料來(lái)源：LightCounting

從海外大廠供應(yīng)鏈來(lái)看，谷歌供應(yīng)鏈除了旭創(chuàng)、云暉及目前對(duì)接較緊密的潛在供應(yīng)商新易盛以外，其釋放給外部廠商的AOC訂單數(shù)量較少。亞馬遜800G少量JDM模式的光模塊生產(chǎn)開(kāi)放給Molex和AOI，但主流供應(yīng)商仍為旭創(chuàng)、新易盛及finisar（份額低于前兩家）。

04

光模塊技術(shù)三大演進(jìn)趨勢(shì)

隨著光模塊速率由400G向800G，1.6T和3.2T演進(jìn)，光模塊技術(shù)的升級(jí)不僅僅是簡(jiǎn)單的速率翻倍，更需要解決速率提高所帶來(lái)的功耗高、成本大等問(wèn)題。

在此背景下，光模塊也衍生出了不同技術(shù)路徑，LPO、CPO、硅光等方案有望成為光模塊新技術(shù)發(fā)展方向。

LPO（線性驅(qū)動(dòng)可插拔光模塊）

LPO采用線性驅(qū)動(dòng)技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)DSP（數(shù)字信號(hào)處理）/CDR（時(shí)鐘數(shù)據(jù)回復(fù)）芯片，實(shí)現(xiàn)降功耗和壓成本的作用。

不過(guò)LPO技術(shù)只適合用于短距離的應(yīng)用場(chǎng)景，例如數(shù)據(jù)中心機(jī)柜到交換機(jī)的連接等。

目前市場(chǎng)上從上游芯片、交換機(jī)到下游終端用戶(hù)均在重視LPO技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。

公開(kāi)資料顯示，Arista、博通、思科、Credo、馬科姆、英偉達(dá)以及國(guó)內(nèi)以新易盛、中際旭創(chuàng)、劍橋科技、海信寬帶等為代表的廠商，均在LPO領(lǐng)域進(jìn)行布局。

LPO也可以視為CPO的過(guò)渡方案：

資料來(lái)源：訊石光通訊網(wǎng)

CPO（共封裝光電）

隨著光模塊向更高速率演進(jìn)，CPO的成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，有望成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心互連的重要解決方案。

CPO技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)ASIC芯片和光引擎在同一高速主板上協(xié)同封裝，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。

這一轉(zhuǎn)變標(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%。

LightCounting對(duì)CPO的預(yù)測(cè)：

資料來(lái)源：LightCounting

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(hù)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；臺(tái)積電推出COUPE平臺(tái)，已成功實(shí)現(xiàn)CPO與先進(jìn)半導(dǎo)體封裝技術(shù)的集成；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)。

英偉達(dá)三款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、騰景科技等多家已經(jīng)開(kāi)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)。

此外，在更高速率的光模塊加速演進(jìn)路徑下，硅光應(yīng)用也得以加速發(fā)展。目前外置CW光源是硅光光模塊的主流方案，且可進(jìn)一步應(yīng)用于CPO等場(chǎng)景，CW光源需求量有望進(jìn)一步發(fā)展。

國(guó)內(nèi)廠商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光源已在部分硅光高速光模塊中得到小批量應(yīng)用；長(zhǎng)光華芯也亮相了100mWCWDFB大功率光通信激光芯片新品。此外，光器件廠商太辰光、光迅科技等也在積極布局硅光。設(shè)備配套相關(guān)廠商包括羅博特科、杰普特等。樂(lè)晴智庫(kù)精選