%%%%光模塊框架培訓(xùn)PPT2025-08-18%%1%%%%%%光模塊定義：用于信號的光電轉(zhuǎn)換?

光通信是以激光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光收發(fā)模塊的傳輸速率與性能影響著整體通信網(wǎng)絡(luò)的升級換代，因此在電信市場、數(shù)通市場上發(fā)揮著重要作用。光收發(fā)一體模塊由三大部分組成，它們分別是光電器件（TOSA/ROSA）、貼有電子元器件的電路板（PCBA）和光纖收發(fā)接口單通道封裝方案?

從功能上看，光模塊主要用于信號的光電轉(zhuǎn)換，包括電—光（發(fā)送）和光—電（接收）兩種形式的轉(zhuǎn)換。發(fā)射端中的激光二極管是實現(xiàn)電——光轉(zhuǎn)換的核心（主要有激光器芯片，激光驅(qū)動LD，時鐘同步芯片CDR等）；接收端中光電二極管是實現(xiàn)光——電轉(zhuǎn)換的核心（主要有PIN、APD等兩種類型的探測器）。同時，激光器和探測器需要與光纖對準(zhǔn)耦合。?

從封裝形式看，有單通道方案，多通道方案；基于光學(xué)部分工作原理有傳統(tǒng)分立器件方案，也有新一代的硅光集成封裝方案。TOSA與ROSA主要部件及其功能多通道封裝方案TOSA（光發(fā)射組件）ROSA（光接收組件）DFB/EML/VCSEL：不同種類的激光器芯片，將電信號轉(zhuǎn)化為光信號PIN/APD：光電二極管，將激光信號還原為電信號Laser

Driver：激光驅(qū)動（以電TIA：跨阻放大器，探測電流驅(qū)動為主）流轉(zhuǎn)換為放大電壓信號CDR：時鐘同步芯片LPFilter：電壓濾波器LD

Bias

Control：偏置電流控制RF

AMP

Limiter：射頻放大電路器限幅器保電壓幅度一致資料：BOZHON，AIGCtribe公眾號，財訊網(wǎng)，研究%%3%%%%%數(shù)據(jù)中心應(yīng)用場景、價值量占比、標(biāo)的梳理光模塊及配套產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)的數(shù)據(jù)中心各個環(huán)節(jié)的價值量占比測算?光模塊的主要應(yīng)用場景是數(shù)據(jù)中心橫向擴展網(wǎng)絡(luò)（scale-out，通常是指通過增加計算節(jié)點數(shù)量來提升整體計算性能的跨機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）部分，通常用于服務(wù)器連接到交換機，以及交換機之間的互聯(lián)。與之對應(yīng)的，縱向擴展網(wǎng)絡(luò)（scale-up

network，通常指節(jié)點內(nèi)互聯(lián)）主要采用PCB和銅連接來實現(xiàn)互聯(lián)。子板塊股票代碼300308.SZ

中際旭創(chuàng)300502.SZ新易盛公司簡稱子板塊光芯片股票代碼公司簡稱3%5%5%688498.SH

源杰科技688048.SH

長光華芯688313.SH

仕佳光子600105.SH7%20%603083.SH

劍橋科技??002281.SZ光迅科技000988.SZ

華工科技301205.SZ

聯(lián)特科技永鼎股份300394.SZ

天孚通信光模塊300570.SZ太辰光688205.SH德科立300548.SZ

長芯博創(chuàng)300620.SZ

光庫科技688195.SH

騰景科技688313.SH

仕佳光子003031.SZ

中瓷電子688662.SH

富信科技光模塊的連接距離主要涵蓋10m（有源光纜AOC），100m（SR型號），500m（DR型號），2km（FR型號），10km（LR型號）等場景，此外還有用于數(shù)據(jù)中心直連（DCI）的80km的ZR型號。002902.SZ

銘普光磁001267.SZ

匯綠生態(tài)603306.SH

華懋科技601869.SH

長飛光纖300757.SZ

羅博特科光器件60%光纖光纜硅光設(shè)備IDC及配套服務(wù)器光模塊交換機銅連接存儲及其他TEC芯片二層交換機常見EML方案光模塊BOM成本拆分測算光模塊............EML激光器芯片一層交換機15%22%3%探測器光模塊光無源器件Driver+TIADSP3%14%31%服務(wù)器其他電芯片12%PCBA+管殼資料：Wind，研究（注：價值量占比和BOM成本拆分均為測算）4%%%%光模塊上游1-激光器光芯片激光器芯片發(fā)光原理（激光原理）??光芯片是實現(xiàn)光電能量載體相互轉(zhuǎn)換的最核心元件，光通信應(yīng)用中主要分為激光器芯片（光發(fā)射芯片）和探測器芯片（光接收芯片）。光發(fā)射芯片可以按材料和結(jié)構(gòu)劃分，應(yīng)用場景各異。光發(fā)射芯片常用的結(jié)構(gòu)有面發(fā)射結(jié)構(gòu)（VCSEL）和邊發(fā)射結(jié)構(gòu)的

FP/DFB

和

EML。從材料體系看，常用的材料有磷化銦（InP）和砷化鎵（GaAs）。激光器芯片工作原理：處于基態(tài)（穩(wěn)態(tài)）的原子在外來輻射光（由電/光泵浦源產(chǎn)生）作用下先受激吸收躍遷到高能級（不穩(wěn)態(tài)），再自發(fā)輻射到較低能級的亞穩(wěn)態(tài)，粒子數(shù)聚集在亞穩(wěn)態(tài)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)（即亞穩(wěn)態(tài)粒子遠(yuǎn)多于基態(tài)），躍遷到基態(tài)，實現(xiàn)受激輻射，發(fā)出光子和外來光子的能量、相位、方向均相同，從而產(chǎn)生窄譜寬、高功率、強定向性的激光。不同材料的亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)能級差決定發(fā)光波長，結(jié)合光纖傳輸損耗窗口波長，業(yè)界選擇850nm/1310nm/1550nm為主要發(fā)光波長。實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的光發(fā)射芯片和光探測芯片位于光通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端光發(fā)射芯片主要分為

VCSEL、

FP、

DFB、

EML

等幾類資料：源杰科技招股書，研究%%5%%%%%光模塊上游2-光無源器件?

目前看無源器件占光模塊BOM的比例在15-20%。成長性較強的品類主要包括MT-FAU、WDM器件（Z-block、AWG）、PM等?

另外像光模塊外部用于互聯(lián)的LC/MPO連接器及跳線等也有較大市場規(guī)模和成長性。L

型連接器：采用操作方便的模塊化插孔（R

）閂鎖機理制成，可以提高光纖配線架中光纖連接器的密度。MP

（Multi

PushO

）連接器：彈片卡緊式的多芯連接器，尺寸與普通的單雙芯連接器差不多，但是密度卻提高了幾倍。?

無論是傳統(tǒng)分立、硅光集成方案的光模塊，還是未來CPO/OIO的光引擎形態(tài)，無源器件都不可或缺M

：在成型的精密定位

槽上，利用超精密激光設(shè)備切割工藝或研磨工藝形成多芯并行光纖陣列，通過納米級激光形位檢測設(shè)備檢測實現(xiàn)光纖陣列連接器的高精度連接。光纖陣列（FA

）：主要包括基板、壓板、和光纖。通常在基板的基底切割出多個凹槽，將壓板壓緊和固定插入凹槽的光纖光收發(fā)接口組件：由陶瓷套管、內(nèi)置光纖短插芯和不銹鋼精密零件組成，是光收發(fā)模塊的端口AW

器件：利用

PLC技術(shù)在芯片襯底上制作的陣列波導(dǎo)光柵。用于

CWDM

和

DWDM

系統(tǒng)透鏡（Len

）：光纖陣列透鏡在光模塊中，發(fā)射端將光信號從激光芯片耦合進(jìn)光纖；兼具光路轉(zhuǎn)向、機械部件精確定位的功能光學(xué)鍍膜和濾光片：零件表面上鍍上一層

或多層

金屬

或介質(zhì)

薄膜，達(dá)到減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等要求PM（保偏器件）：對線偏振光有較強的偏振保持能力，應(yīng)用于光纖陀螺、光纖聽水器等傳感器、DWDM、EDFA光隔離器：是一種只允許單向光通過的無源光器件，通過光纖回波反射的光被隔離資料：仕佳光子官網(wǎng)，天孚通信官網(wǎng)，北極光電官網(wǎng)，賡旭光電官網(wǎng)，菲尼特官網(wǎng)，天孚通信公告，通信ABC公眾號，Ofweek，搜狐，研究6%%%%光模塊下游-云商Capex及商業(yè)正循環(huán)海外四大云商年度Capex海外四大云商季度Capex?從歷史數(shù)據(jù)來看，海外頭部四家云商的Capex在過去10年（2014-2024年）的CAGR在26%，而營收、凈利潤、自由現(xiàn)金流過去10年的CAGR在40003500300025002000150010005001,0009008007006005004003002001000120%100%80%60%40%20%0%北美四大云商25年Capex預(yù)計為15年的14.2x18%/23%/18%，開支和盈利形成商業(yè)正循環(huán)??在周期波動和宏觀波動下回撤力度不會非常劇烈（歷史上3次增速回撤為從雙位數(shù)增速→正負(fù)個位數(shù)）-20%結(jié)合當(dāng)下北美四大云商的營收、凈利潤和自由現(xiàn)金流情況，我們判斷維持當(dāng)下投資力度是沒有負(fù)擔(dān)的，尤其在降本增效后，云商可用于capex的資金量更多。0Meta亞馬遜、微軟、谷歌、Meta合計資本開支（億美元）同比增速亞馬遜谷歌微軟海外四大云商Capex/營收海外四大云商Capex/凈利潤海外四大云商Capex/自由現(xiàn)金流200%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%25%20%15%10%5%89%23%172%84%180%160%140%120%100%80%73%71%69%124%65%16%14%63%62%60%

61%

59%57%99%12%12%12%12%47%84%11%76%9%

9%67%69%9%33%8%60%8%52%50%46%46%43%6%24%60%5%40%27%20%20%0%0%四家合計平均四家合計平均四家合計平均資料：WIND，研究（注：Capex數(shù)據(jù)均采用PPE采購口徑）%%7%%%%%產(chǎn)業(yè)受益邏輯：算力需求→GPU/ASIC→數(shù)通光模塊?

AI數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)底層驅(qū)動是AI訓(xùn)練+AI推理帶動的算力需求，反映在GPU/ASIC的數(shù)量增加和規(guī)格迭代。?

Scale-out的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會影響光模塊的用量，和網(wǎng)卡是乘數(shù)關(guān)系；而網(wǎng)卡和GPU/ASIC數(shù)量和規(guī)格線性相關(guān)。?

AI大模型訓(xùn)練本質(zhì)是一種帶寬敏感的計算業(yè)務(wù)，綜合對比之下光模塊或成為本輪AI浪潮的核心受益環(huán)節(jié)。A

訓(xùn)練（參數(shù)規(guī)模，模型數(shù)量）網(wǎng)絡(luò)收斂比降低云計算

→

AI模型訓(xùn)練1.3～1.5:

1

→

4～6:1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革光模塊&交換機：服務(wù)器網(wǎng)卡比例A

大模型帶網(wǎng)絡(luò)層級數(shù)增加來算力爆發(fā)（Flop

）GPU：V100

→

A100

→

H100網(wǎng)卡：100G

→

200G

→

400G光模塊&交換機量價GP

銷量GP

規(guī)格服務(wù)器網(wǎng)卡銷量服務(wù)器網(wǎng)卡帶寬A

推理（參數(shù)規(guī)模，Toke

數(shù)量）資料：研究8%%%%AI驅(qū)動下，數(shù)通光模塊市場增長中樞提升各類速率光模塊出貨量及單價測算?

光模塊增長中樞提升：過去3年來看，伴隨海外上云滲透率逐步達(dá)到飽和水平，以及宏觀經(jīng)濟波動的影響，云商云業(yè)務(wù)增速有所放緩，光模塊行業(yè)CAGR逐步穩(wěn)定至15-20%；23年以來，在AI大模型的拉動下光模塊行業(yè)迎來新一輪大流量應(yīng)用驅(qū)動的上行周期，短周期看CAGR或超過50%，中長維度看CAGR中樞或提升到20-30%。2016E2302017E4502018E7652019E8652020E13352021E10201102180.02022E88343632682023E7072893631792024E40819012009582025E240119145818101759912816953910562.381.5324.6197.4718.43144.4354%2026E181829933728706911261584322027E14864100G光模塊出貨量（萬個）200G光模塊出貨量（萬個）400G光模塊出貨量（萬個）800G光模塊出貨量（萬個）1.6T光模塊出貨量（萬個）100G光模塊單價（美元）-右200G光模塊單價（美元）-右400G光模塊單價（美元）-右4227352036032410891231734309.889.8833725292017177814264112725844501112143661021773057289713922158915003.972.6326.5256.414.0193.55157%800G光模塊單價（美元）

右-10403877321.6T光模塊單價（美元）-右100G光模塊收入（億美元）200G光模塊收入（億美元）400G光模塊收入（億美元）800G光模塊收入（億美元）1.6T光模塊收入（億美元）數(shù)通光模塊市場規(guī)模（億美元）合計同比增速91815.1819.280.3714.771.7118.944.6812.962.839.690.009.789.3311.920.837.205.1111.0813.011.651.0315.67160.8864.75243.9769%1.310.798.99139.56176.36327.0234%?

我們預(yù)計24/25/26/27年數(shù)通100G+模塊市場規(guī)模同比增長157%/54%/69%/34%。結(jié)構(gòu)上看，24年400G主升浪頂點未至，800G周期加速，1.6T有望于25年大規(guī)模放量。15.1854%19.6529%16.48-16%23.6243%25.478%31.8625%36.4114%全球100G以上數(shù)通光模塊出貨量測算（萬只）

全球100G以上數(shù)通光模塊單價測算（美金）全球100G以上數(shù)通光模塊市場規(guī)模測算35030025020015010050180%80007000600050004000300020001000016001400120010008006004002000160%140%120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%02017E2018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E1.6T光模塊收入（億美元）400G光模塊收入（億美元）100G光模塊收入（億美元）800G光模塊收入（億美元）200G光模塊收入（億美元）2016E2017E2018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E100G200G400G800G1.6T100G200G400G800G1.6T合計同比增速資料：研究（注：光模塊市場規(guī)模、出貨量及單價均為測算）%%9%%%%%光模塊行業(yè)需求供給集中在頭部廠商2025年全球800G光模塊供應(yīng)商份額測算2025

800G年全球

光模塊客戶需求測算我們拆分了2025年全球400G/800G/1.6T光模塊的需求和供給情況，可以看到：4%8%10%?

數(shù)通光模塊行業(yè)需求供給集中在頭部廠商，尤其是高速800G為例，頭部三家供應(yīng)商（旭創(chuàng)、19%7%5%英偉達(dá)4%4%率的產(chǎn)品，以旭創(chuàng)谷歌36%FinisarFinisar、新易盛）占據(jù)了80%的份額，頭部四家客戶（英偉達(dá)、谷歌、Meta、亞馬遜）占據(jù)了69%的份額?

2025年，國內(nèi)的數(shù)通光模塊市場主要以400G的需求為Meta新易盛亞馬遜MellanoxCloudlight10%16%Oracle和XAI字節(jié)及國內(nèi)微軟23%光迅&華工主，客戶主要為字節(jié)、、阿里、騰訊、百度。從供其他15%其他（Arista、思科等）19%應(yīng)商份額來看，其中華工和光迅占據(jù)大份額。21%2025年全球400G光模塊供需測算2025年全球1.6T光模塊供應(yīng)商份額測算2025年全球1.6T光模塊客戶需求測算3%6%旭創(chuàng)

Finisar

新易盛

華工

光迅

AAOI

其他

合計9%AWS、MetaOracle和XAI403010207030101013090旭創(chuàng)47%新易盛國內(nèi)（字節(jié)、阿里、騰訊、百度）、英偉達(dá)谷歌1201010300

350300

350400

118034%MellanoxFinisar其他（微軟等）3040401090Cloudlight合計19050130430

149091%9%15%4%10%

23%

27%3%

33%資料：研究（注：光模塊供應(yīng)商份額及客戶需求均為測算）10%%%%技術(shù)趨勢：“光摩爾定律”是迭代核心因素Intel預(yù)計交換機帶寬2年翻倍，而光電I/O帶寬每3-4年翻倍?

對成本和功耗效率的追求是驅(qū)動模塊迭代核心因素：光模塊的升級是不變的主題，Intel預(yù)計交換機帶寬2年翻倍，而光電I/O帶寬每3-4年翻倍，而成本和功耗效率一直以來是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光互聯(lián)的核心痛點?

光模塊平均每4年左右演進(jìn)一代，每bit成本下降一半，每bit功耗下降一半，這個規(guī)律也被稱為光電領(lǐng)域的“光摩爾定律”?

傳統(tǒng)可插拔分立器件方案，存在通道集成度限制，且單通道速率提升帶來激光器芯片可靠性和穩(wěn)定性下降，當(dāng)下已出現(xiàn)升級瓶頸，“光摩爾定律”的延續(xù)也迎來挑戰(zhàn)。光模塊（40G→100G→400G）平均每4年左右演進(jìn)一代，每bit成本下降一半光模塊平均每演進(jìn)一代每bit功耗大約下降一半資料：c114網(wǎng)，《硅光集成與數(shù)據(jù)中心應(yīng)用線上研討會》，SemiAnalysis，研究%%11%%%%%技術(shù)趨勢：傳統(tǒng)分立式→硅光集成式硅光子芯片結(jié)構(gòu)圖英特爾

100G

CWDM4硅光模塊結(jié)構(gòu)圖?

1.6T代際之后，傳統(tǒng)分立式方案已到了迭代瓶頸，未來升級路徑需要依賴硅光集成方案??硅光集成方案是通過半導(dǎo)體工藝將傳統(tǒng)分立的光學(xué)器件（如調(diào)制器、探測器等）集成到單一硅基芯片上，具備高集成度、低成本、低功耗等優(yōu)勢硅光方案放量的一個先決條件是需求量足夠大，預(yù)計800G速率下硅光方案滲透率會有大幅提升800G至1.6T數(shù)通光模塊市場主流方案推測光模塊方案升級路徑場景400G800G1.6T（推測）3.2T（推測）硅光集成式升級路徑傳統(tǒng)分立式升級路徑16×200G

DR16（硅光/CPO）100m4×100G

SR8（VCSEL）

8×100G

SR8（VCSEL）

8×200G

硅光4×100G

DR4（EML）

8×100G

DR8（EML）4×100G

DR4（硅光）

8×100G

DR8（硅光）16×200G500m-2km8×200G

DR8

DR16（硅光）（EML）8×400GDR8（EML）4×100G

FR4（EML）、

2×400G

FR4（EML）、2×200G

CWDM44×200G

FR4（EML）8×100G

LR8（EML）800G

相干10km4×100G

LR4（EML）1.6T

相干3.2T相干資料：光通信女人，yolegroup，teamsci，研究12%%%%技術(shù)形態(tài)演進(jìn)：可插拔光模塊→CPO→Optical

I/O?

CPO與OpitcalI/O都是將光芯片和電芯片在基板上封裝在一起的共封裝技術(shù)，只是CPO針對的是交換芯片，OpticalIO針對的是計算芯片。?

CPO借助硅光集成的工藝將光電芯片和交換機芯片封裝在同一個基板上面，不再需要射頻走線和Redriver/Retimer等器件。?

而Optical

I/O是為了解決計算芯片CPU,

GPU,

XPU等之間的互聯(lián)問題，利用光互連低功耗、高帶寬、低延遲的優(yōu)勢，取代傳統(tǒng)的電

I/O方案，芯片輸入輸出的I/O變?yōu)楣庑盘朇PO光引擎場景：Rack

to

Rack

scale-out組網(wǎng)（以Rubin架構(gòu)為例，用CX-9網(wǎng)卡）SubstrateSubstrateSubstrate1.6Tbps1.6TbpsL1SwitchASICL2SwitchASICL3SwitchASICOEOEOEOEOIO光引擎場景：

Rack

內(nèi)部

scale-up

GPU互聯(lián)（以Rubin架構(gòu)，用NVLink6）14.4Tbps14.4Tbps資料：Datadisrupted，研究%%13%%%%%CPO：終局方案，打破傳統(tǒng)可插撥的升級瓶頸?

從場景來看，在交換機側(cè)互聯(lián)（scale-out網(wǎng)絡(luò)）商用CPO技術(shù)，CPO光引擎或?qū)⑻娲糠止饽K的場景；?

CPO方案的核心優(yōu)勢一：功耗大幅下降。可以看到熱插拔方案從100G

PSM4升級到800G

DR8，單位能耗下降不到10pJ/bit，始終在20pJ/bit以上，采用CPO方案之后，單位能耗快速降至5-10pJ/bit。多種光模塊/光引擎方案能耗情況對比類型DPOLPOLRONPOCPOIPO帶寬密度能耗~18pj/bit~8pj/bit~11pj/bit~5-6pj/bit~3-4pj/bit~2-3pj/bit簡介傳統(tǒng)DSP熱插拔模塊~0.1-0.2Tbps/mm無DSP，線性直驅(qū)熱插拔模塊Tx有DSP，接收線性熱插拔模塊Near-Package，近封裝Co-Packaged，共封裝In-Package，內(nèi)封裝熱插拔~0.5-1Tbps/mm~1-2Tbps/mm~2-4Tbps/mm非-熱插拔?

CPO方案核心優(yōu)勢二：信號質(zhì)量高。由于傳統(tǒng)可插拔方案下，光電轉(zhuǎn)化后的電信號在PCB中的走線較長，隨著模塊速率提升，信號劣化會越來越嚴(yán)重。而CPO把光引擎直接移到交換芯片的封裝基板上，大幅縮短光學(xué)引擎和交換芯片的電連接距離，顯著降低電信號的劣化。EML光模塊方案下的信號連接損耗達(dá)到22dB，而CPO方案下的信號連接損耗僅為4dB。資料：

Fibermall，Thenextplatform，光學(xué)小豆芽公眾號，光通信女人公眾號，研究14%%%%OpticalIO：光引擎未來場景，取代傳統(tǒng)的電IO方案?

GPU/ASIC側(cè)互聯(lián)（scale-up網(wǎng)絡(luò)）商用OIO技術(shù)，OIO光引擎將替代部分銅纜和PCB高速互聯(lián)方案。?

OIO方案目前看成本端要顯著高于PCB和銅纜方案，但是考慮到未來PCB和銅纜作為高速互聯(lián)方案存在性能的天花板，OIO技術(shù)或為終局的方案。?

scale-up互聯(lián)的帶寬要遠(yuǎn)大于scale-out組網(wǎng)的帶寬，OIO的市場潛力巨大?

目前各大芯片巨頭都已經(jīng)在Optical

IO領(lǐng)域進(jìn)行布局，包括Intel、AMD、Nvidia（投資了Arya

Labs，做OpticalIO）等。資料：

Cadence，

Electrooptics，光學(xué)小豆芽公眾號，研究%%15%%%%%AI算力鏈光模塊標(biāo)的一覽代碼公司核心邏輯300308.SZ300502.SZ300394.SZ688205.SH300548.SZ300570.SZ688498.SH688313.SH002281.SZ000988.SZ603083.SH301205.SZ300757.SZ301486.SZ300620.SZ001267.SZ603306.SH688195.SH中際旭創(chuàng)新易盛頭部數(shù)通供應(yīng)商，公司為全球龍頭光模塊廠商，綜合市場份額維持在35-40%；產(chǎn)品研發(fā)布局前瞻，硅光芯片實力強，流片量份額高；供應(yīng)鏈資源布局廣泛，客戶關(guān)系粘性強。拓寬新北美云商大廠客群，份額持續(xù)提升，已達(dá)到20+%；公司良率&工藝把控強，