1、 1/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 光模块行业深度：光模块行业深度：驱动因素、产业格局、产驱动因素、产业格局、产业链及相关企业深度梳理业链及相关企业深度梳理 当前，国内外 AI 大模型陆续发布并不断与行业应用相结合，持续赋能千行百业智慧升级。在此背景下，AI 大模型的训练及应用将带动算力基础设施的快速增长，其中光模块需求量有望大幅提升，且直接驱动光模块向更高速率发展的技术升级。光模块作为算力基础设施的核心器件，需求增速或将迎来提升。数据中心是算力基础设施的核心，截至2021 年年底我国在用数据中心机架规模达 520

2、 万架，近五年年均复合增速超 30%，数据中心机架规模持续稳步增长，且呈多样化趋势发展，智算中心、边缘数据中心将保持高速增长，带动数据中心产业链上游光芯片、光器件以及光模块等产品的需求。预计到 2025 年国内数据中心光模块市场有望达到525.3 亿元，2022-2023 年复合增长 36.9%。光模块是光通信系统的核心器件之一，其发展对于整个人工智能行业意义重大。以下我们就以光模块为主题，探索光模块产业发展的相关问题。当前光模块产业市场现状如何？有哪些驱动因素？目前市场的产业格局怎么样？相关产业链及重点布局企业情况如何？该产业有何未来发展趋势？以下我们将聚焦这些问题，为大家一一解析。目录目录

3、 一、行业概况.1 二、市场现状.4 三、驱动因素.8 四、产业格局.12 五、产业链分析.14 六、相关企业.17 七、产业趋势分析.21 八、参考研报.24 一、一、行业概况行业概况 1、定义与、定义与分类分类 定义定义：光模块是光通信系统的核心器件之一，由各种无源器件以及光电芯片组合封装。光模块构成了数据中心互连、5G 承载网络和全光接入网络的基础单元，主要完成光电/电光转换功能。近年来随着速率的逐渐提升，其在系统设备中的成本占比不断攀升，已成为各应用领域高带宽、广覆盖、低成本和低能耗的关键要素。为完成光电/电光转换，光模块的电口端插入交换设备或者基站设备，光口端连接光纤，2/24 20

4、23 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 帮助设备接入光网络。作为数据传输中重要的一环，光模块是光通信不可或缺的技术底座，扮演着通信基石的角色。分类分类：当前光模块分类标准多式多样，这主要是因为光纤通信技术正处于加速发展阶段，光模块速度不断提升、体积不断缩小，这使得每隔一段时间就要出新的分类标准，新旧标准之间通常很难兼容使用。传统分类方式：一般从封装方式、传输速率、传数据路、工作温度、模式、波长、使用性、用途等角度进行分类。新分类方式：随着技术更新迭代，光模块可以按照调制方式、是否支持波分复用（WDM）应用、光接口工作模式等角度进行分类，每个类别下还有多个细分。此

5、外光模块的应用场景存在多样性，不同的传输要求、使用场景，对应着不同的光线类型，光模块也随之不同。2、功能与结构、功能与结构 光模块在网络连接中承担光电信号转换任务，负责在发送端将电信号转换成光信号，通过光纤传送后，再在接收端把光信号转换成电信号。它主要由光电器件 TOSA/ROSA、功能电路和光电接口组件等封装而成。其中，光收发组件 TOSA/ROSA 是光模块的核心部分。光发射组件 TOSA 负责将接收到的一定码率的电信号，经内部驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号。光接收组件 ROSA 则负责将一定码率的光信号，输入模块后由光探测二极管转换

6、为电信号，并经前置放大器后输出相应码率的电信号。FZ8VhUmUeYkXqZvUuV7N9R9PmOpPsQtQiNoOmQkPrQwO7NnMrRvPpPmNxNnNoQ 3/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、行业、行业发展历程发展历程 光模块行业已有 25 年左右的发展历史，行业标准化奠定了基础，此后技术不断升级带动光模块种类功能不断增多，当前行业正在加速发展阶段中。从发展历史角度来看，光模块形成行业的关键时点为 20世纪 90 年代中期。90 年代以前，光模块未形成行业概念年代以前，光模块未形成行业概念，光模块均由设备制造商自行设计研发

7、，外形尺寸和机电接口没有统一标准且兼容性差，这对电信运营商的联通造成诸多问题。90 年代中期至年代中期至 2000 年初，光模块行业正式形成并开始发展年初，光模块行业正式形成并开始发展。90 年代中期，由相当数量的设备制造商和电信运营商成立 MSA 组织（多源协议行业联盟），推动了光模块的标准化，光模块行业就此形成。21 世纪的前世纪的前 10 年，光模块行业进入初期年，光模块行业进入初期发展发展阶段，相关技术不断取得突破和应用阶段，相关技术不断取得突破和应用。在该阶段，行业经历了封装形式的不断迭代、传输速率的逐步提升、接入方式的升级，逐步实现了模块小型化，其中 SFP和 XFP 的诞生分别为

8、小型化的关键节点。2010 年开始，光模块行业进入了加速年开始，光模块行业进入了加速发展发展阶段，高速化成为了行业发展重点阶段，高速化成为了行业发展重点。在初期技术逐步成熟的支持下，光模块的传输速率开始实现快速提升，在该阶段的开始便实现了 100Gbs 的飞跃式进步，2015年后 200Gbs 和 400Gbs 也快速跟进，当前已成为市场主流应用速率。2020 年后，光模块行业技术升级速度进一步加快年后，光模块行业技术升级速度进一步加快。随着 5G 产业的加速发展以及社会经济对数据中心的需求扩大，光模块行业的发展重点侧重于高速化、高集成、低成本和低功耗。当前 800Gbs 的光模块即将推动量产

9、计划，而具有更高技术含量的硅光，也将在未来逐步成为行业突破方向。4、封装方式与趋势、封装方式与趋势 4/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 光模块封装方式多样化光模块封装方式多样化：随着光电子器件的发展和集成度的不断提高，光电器件的性能和传输带宽逐渐增加。为应对不同使用场景，光模块实现了更高速率传输和更小的尺寸，因此其封装方式一直以来也不断发展，持续演进。针对不同的速率和场景，可以选择 SFP+、SFP28、QSFP28、CFP2、QSFP-DD、OSFP 等多种封装形式。电信和数通的用户可以根据网络的性能、拓扑结构和成本考量，设计灵活的解决方案。

10、光模块封装体积持续下降光模块封装体积持续下降：以 CFP 系列封装类型为例，早期的 100G CFP 光模块，通过 10 个 10G 的通道，达到 100G 的传输速率，而 100G CFP4 光模块通过 4 个 25G 通道，实现 100G 传输，所以传输效率更高，稳定性更强。同时 CFP4 光模块的体积为 CFP 的四分之一，传输效率有明显提升，而且耗电量下降，系统成本方面也比 CFP2 更低。目前流行的 100G QSFP28 封装小于 CFP4。光模块传输速率持续增长光模块传输速率持续增长：从传输速率来看，早期的 90 年千兆时代的 GBIC，到支持 10G 的 SFP，再逐步进化为

11、SFP+、QSFP+、QSFP28，到现在的 800G OSFP，光模块传输速率得到了数量级的提升。整体来看，随着封装结构的变化，光模块功耗越来越低，产品体积也越来越小，在这个过程中，光模块向着高速率、远距离、低功耗、低成本、小型化以及可热插拔的方向去发展。二、二、市场现状市场现状 1、行业现状：行业现状：全球市场规模增长，国产份额持续提升全球市场规模增长，国产份额持续提升 2021-2026 年全球光模块市场两位数增长年全球光模块市场两位数增长。根据全球光模块行业专业数据公司 LightCounting 的统计数据，全球光模块市场规模在经历 2016-2018 年连续三年的停滞之后，于 20

12、19 恢复增长，2020 年全球光模块市场规模达到 81 亿美元。LightCounting 预计，2026 年全球光模块市场规模为 176 亿美元，2021-2026 年的复合年增长率为 13.68%。其中 2022-2024 年全球光模块市场规模分别为 107.65/119.56/132.62 亿美元，同比增长 16.09%/11.06%/10.92%。5/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2021-2026 年境外市场增长快于境内市场年境外市场增长快于境内市场。境外公有云厂商立足全球市场，有更好的成长性和网络架构迭代速度。考虑国内公有云和互

13、联网厂商面临国内市场饱和、国际化受阻等因素，LightCounting 预测，2021-2026 年中国光模块市场份额年复合增长率 5.8%，2021-2026 年境外光模块市场额年复合增长率 15.1%。受益市场份额提升，国产光模块行业规模高速增长受益市场份额提升，国产光模块行业规模高速增长。根据 Yole 统计数据，2020 光模块厂商市场份额前两名依然由美企 II-VI（原 Finisar）和 Lumentum 占据，分别为 16%和 11%，但是相比于 2019 年，二者的市场占比均下降了 3%。在头部厂商市场占比出现下降的背景下，国内厂商中际旭创中际旭创以 10%的市场份额位居第三名

14、，相比于 2019 年增长了 1%。同时海信宽带海信宽带、新易盛新易盛等国内厂家首次进入 TOP10 榜单，国内厂商市场份额从 2019 年的 31%强势增长到 2020 年的 40%。同时光迅科技光迅科技、华工正源华工正源等厂家2020 年全球份额对比 2019 年均有下降，国内厂商全球市场份额提升的同时，国内光模块市场竞争格局加剧。根据 LightCounting 的统计数据，从 2010 年到 2020 年，国内光模块厂商全球份额从 16.8%提升到43.9%。2011-2020 年平均每年提升 3.1%，最近 5 年平均每年提升 3.2%。从 2010 年到 2020 年，中国前 10

15、 名组件和模块供应商的总收入增长了 9.3 倍。相比之下，2010-2020 年非中国光学元件和模块供应商的综合收入增长了 2.0 倍。6/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 按照国产厂家 2022-2024 年的市场占有率率每年增加 3%，结合 LightCounting 全球光模块市场预测数据，我们测算 2022-2024 年国内光模块行业规模分别为 54.28/63.64/74.32 亿美元，同比增长分别为22.95%/17.25%/16.78%。2、市场结构：市场结构：光模块主要应用于电信市场和数据通信市场光模块主要应用于电信市场和数据通信

16、市场 在电信市场在电信市场，根据速率和传输距离不同，网络主要分为接入网，城域网以及骨干网，其中接入网包括固网接入以及无线接入。5G 承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线，实现5G 业务的前传和中回传功能，其中各层设备之间主要依赖光模块实现互连。固网接入市场，“宽带中国”推动光纤网络建设，FTTx 光纤接入是全球光模块用量最多的场景之一，而我国是 FTTx 市场的主要推动者。受制于电通信电子器件的带宽限制、损耗较大、功耗较高等，运营商逐步替换铜线网络为光纤网络。PON 技术是实现 FTTx 的最佳技术方案之一，当前主流的 EPON/GPON 技术采用 1.25G/2.5G

17、 光芯片，并向 10G 光芯片过渡。根据 LightCounting 的数据，2020 年全球电信侧光模块市场规模为 26.36亿美元，预计到 2025 年，将增长至 39.85 亿美元，年均复合增长率约为 8.62%。电信市场的持续发展，将带动电信侧光芯片应用需求的增加。在数通市场在数通市场，数据中心架构中，服务器间的连接、交换机间的连接、服务器与交换机间的连接都需要光模块、光纤跳线等传输载体来实现数据的互通。随着云计算、大数据、超高清视频、人工智能、5G 行业应用等快速发展，网络访问频率和接入手段不断增加，网络数据流量迅猛增长，对数据中心互连提出更高挑战。根据 LightCounting

18、的数据，2019 年全球数据中心光模块市场规模为 35.04 亿美元，预测至2025 年，将增长至 73.33 亿美元，年均复合增长率为 13.09%。7/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、技术方向：技术方向：硅光技术优先布局硅光技术优先布局 鉴于良率和损耗问题，短期内硅光方案仍不具备明显性价比鉴于良率和损耗问题，短期内硅光方案仍不具备明显性价比。硅光解决方案集成度高，同时在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现，因而是光模块未来的重要发展方向之一。目前，硅光技术已经较为成熟，在部分领域已经能和传统光模块技术进行竞争，只剩下激光器、封装手段

19、等制约成本的关键要素仍待解决，以及对 CMOS 经验的学习尚待加强。根据硅光行业技术发展过程，关键技术的突破仍需时间，预计在近几年硅光与其他方案并行竞争格局不会改变，大批量规模商用仍需探索。从长远来看，传统光模块技术逼近速度极限，而硅光方案依然具备相当的潜力空间。硅光在短距、场景、相干光场景应用有望成为主流硅光在短距、场景、相干光场景应用有望成为主流。近年来数据中心市场规模稳步扩大，而其恒温恒湿的条件，对于光模块封装要求较低，对集成规模、器件尺寸、成本方面、功率控制要求较高，硅光方案可大幅节约器件、组装成本，控制占地空间。虽然鉴于良率和损耗问题，硅光模块方案的整体优势尚不明显，但在超 400G

20、 的短距场景、相干光场景中，硅光模块的低成本优势，或许会使得其成为数据中心网络向 400G 升级的主流产品。根据 LightCounting 的预测，全球硅光模块市场将在 2026 年达到近 80亿美元，有望占到一半的市场份额，与传统可插拔光模块平分市场。2021 年至 2026 年硅光模块整体累计规模将接近 300 亿美元。后光模块时代基于硅光技术的后光模块时代基于硅光技术的 CPO 方案有望加速应用方案有望加速应用。光电共封装（CPO）指的是交换 ASIC 芯片和硅光引擎（光学器件）在同一高速主板上协同封装，集中解决散热问题，同时也可以省去很多 SerDes功能，节省功耗。目前 CPO 发

21、展刚起步，硅光技术既可以用于传统可插拔光模块中，也可以用在 CPO方案。800G 传输速率下硅光封装渗透率会有提升，而 CPO 方案则更多的是技术探索。但是从 1.6T 开始，传统可插拔速率升级或达到极限，后续光互联升级可能转向 CPO 和相干方案，不过从可插拔向CPO 的过渡是必然的，但也是缓慢的。LightCounting 认为，CPO 技术最大的应用场景可能不在交换 ASIC 领域，而是在 HPC 和 AI 簇领域的CPU、GPU 以及 TPU 市场。到 2026 年，HPC 和 AI 簇预计成为 CPO 光器件最大的市场。CPO 出货量预计将从 800G 和 1.6T 端口开始，于 2

22、024 至 2025 年开始商用，2026 至 2027 年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。8/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4、市场空间：市场空间：2025 年数据中心光模块市场预计可达年数据中心光模块市场预计可达 525.3 亿元亿元 根据信通院数据，2021 年我国数据中心总算力 202EFlops。根据工信部信息通信发展司数据显示，截至 2021 年底，我国数据中心机架规模达到 520 万架。赛迪数据显示，2019 年、2020 年，我国数据中心行业 IT 投资额分别为 3698.10 亿元、4166.80 亿元

23、，未来 3 年预计增速 12.4%，据此推测，2025 年，我国数据中心光模块市场可达 525.3 亿元。三三、驱动因素、驱动因素 1、光模块行业光模块行业将持续将持续受益于数字流量对光通信带宽需求的持续提升受益于数字流量对光通信带宽需求的持续提升 5G 网络的高带宽、云计算的海量数据、AI 智能所需的高算力相互促进，深入到各行各业之中，创造出新的用户体验、新的行业应用以及新的产业布局，极大地促进了数据的产生以及流动。根据爱立信的数据，全球每月数据流量在 2019 与 2020 年分别达到 180 和 230 艾字节（exabytes）。到 2026 年，该数据将增长至 2020 年的三倍以上

24、，达到 780 艾字节。9/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 光电子、云计算技术等不断成熟，将促进更多终端应用需求出现，并对通信技术提出更高的要求。受益于信息应用流量需求的增长和光通信技术的升级，光模块作为光通信产业链最为重要的器件，将持续保持增长。2、车载激光雷达开辟产业新增长曲线、车载激光雷达开辟产业新增长曲线 光模块产业与激光雷达产业高度协同光模块产业与激光雷达产业高度协同。从产品结构看，光模块和激光雷达主要部分均包括激光发射模块和接收模块；从激光波长来看，光模块和激光雷达的光波段高度重合，光通信目前重点应用的波长有850nm、1310nm

25、 和 1550nm 三种，而激光雷达的主流波长为 905nm 和 1550nm，与光通信波段高度重合；从光源发射技术来看，均主要采用 EEL 和 VCSEL 激光器；从产业链角度来看，技术同源使得产业链上无源器件和有源封装具有协同性，无源器件方面，包括光学透镜、棱镜、滤光片等光学元件在内的器件可重叠共用。有源封装方面，激光雷达与电信级光模块均采用气密性封装。对于发射光源为1550nm 的激光雷达，由于其光源本身是个光纤激光器，部分光模块所需的光纤器件也可以实现复用。激光雷达应用广泛，下游领域不断拓展激光雷达应用广泛，下游领域不断拓展。激光雷达被广泛用于无人驾驶汽车和机器人领域，被誉为广义机器人

26、的“眼睛”，是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置。激光雷达通过激光器和探测器组成的收发阵列，结合光束扫描，可以对广义机器人所处环境进行实时感知，获取周围物体的精确距离及轮廓信息，以实现避障功能；同时，结合预先采集的高精地图，机器人在环境中通过激光雷达的定位精度可达厘米量级，以实现自主导航。无人驾驶汽车和无人物流机器人技术是人工智能在机器人领域深度应用的产物，其发展将带来全球性的无人驾驶汽车和无人物流机器人技术是人工智能在机器人领域深度应用的产物，其发展将带来全球性的技术革命，激光雷达将发挥重要作用技术革命，激光雷达将发挥重要作用。该领域已成为各国政府、全球汽车行业、互

27、联网企业、科技企业的“兵家必争之地”。除了无人驾驶领域，激光雷达的应用领域也在不断拓展，包括以汽车整车厂、Tier1为代表的前装高级辅助驾驶，以智能服务机器人为代表的避障导航系统，还有随着 5G 技术逐渐普及而产生的智能交通车路协同应用，都为激光雷达带来了更广阔的市场。10/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 激光雷达行业高速发展，给光模块公司带来全新机遇激光雷达行业高速发展，给光模块公司带来全新机遇。激光雷达的设计与制造需要大量光学器件、激光器等技术积累，与光模块产业链公司在光学领域的长期积累有共通之处，技术平台和产线具有一定复用性。目前光模块产

28、业链公司正在积极布局激光雷达市场。天孚通信天孚通信依托现有成熟的光通信行业光器件研发平台，利用团队在基础材料和元器件、光学设计、集成封装等多个领域的专业积累，为下游激光雷达和医疗检测客户提供配套新产品。中际旭创中际旭创目前已成立专业团队，对激光雷达核心技术进行了比较深入的研发和探索，以激光雷达代工业务作为切入点，并逐步推广和提供更高附加值的业务合作模式。光库光库科技科技目前在相关市场的定位是提供全面的元器件组合交付能力和发射光源的集成解决方案专家，成立了激光雷达事业部，为国内外多家基于光纤激光器 1550nm 光源方案的激光雷达公司提供全系列高性能、低成本、高可靠性的光纤元器件。3、相关行业政

29、策不断推动光模块应用场景相关行业政策不断推动光模块应用场景发展发展 光模块是构建现代高速信息网络的关键一环，其将广泛应用于电信市场（5G）和数据中心（IDC）市场，近年来相关行业支持政策不断出台。2018 年，中国电子元件行业协会发布了中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022 年），路线图为光模块产品制定了 5 年发展规划，尽管后续受到疫情等意外因素的影响，导致发展规划没能按计划准时完成，但仍然具备有价值的指导意义。2020 年以来，中国政府相关部门不断推出与 5G 和数据中心相关的“十四五”发展规划和行动计划，明确表明大力支持 5G 网络的搭建和数据中心的升级和布局，这将为光模块

30、行业带来大量的市场需求，最终有效助力光模块行业的进一步发展。11/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4、硅光技术将实现光模块瓶颈突破，助推硅光模块市场后续快速增长硅光技术将实现光模块瓶颈突破，助推硅光模块市场后续快速增长 硅光技术具备高速率、低功耗、集成度高等突出优势，更适用未来更高速光模块的生产硅光技术具备高速率、低功耗、集成度高等突出优势，更适用未来更高速光模块的生产。传统光模块一般采用 III-V 族半导体芯片、高速电路硅芯片、光学组件等器件封装而成，本质上属于“电互联”。随着晶体管加工尺寸的持续缩小，电互联会逐渐面临传输瓶颈，硅光技术应运

31、而生。硅光芯片内的功能部件主要通过光子介质传输信息，连接速度更快，因此更适合数据中心和中长距离相干通信等应用场景。硅光技术能有效降低成本并控制能耗。传统光模块采用分立式结构，光器件部件多，封装工序复杂且需要较多人工成本。而硅光模块将多路激光器，调制器和多路探测器等光/电芯片都集成在硅光芯片上，体积大幅减小，有效降低材料成本、芯片成本、封装成本，同时也能有效控制功耗。硅光技术集成度高可解决速率瓶颈。未来 400G、800G 甚至 1.6T 光模块将逐步成为市场主要产品，由于单通道光芯片速率瓶颈问题，多通道的 PAM4 电调制方案将不可或缺。而电调制带来的损耗较大，要求传统方案光模块内部激光器、调

32、制器等器件更加紧凑，激光器芯片处于裸露状态，受环境损耗的可能性大幅度提升。另外通道数的增加导致器件数量增加，器件集成复杂度和工作温度提升带来的问题都具备较大挑战性。而硅光技术通过高度集成能很好解决以上问题。硅光模块市场将实现快速增长，有望在后续切入市场，当前主要企业均有布局硅光模块市场将实现快速增长，有望在后续切入市场，当前主要企业均有布局。硅光模块市场规模将快速增长。根据测算，2020 年全球硅光模块市场规模约 20 亿美元左右，预计 2026 年市场规模将达到 78亿美元，CAGR 为 25.46%。2020 年硅光模块在光模块整体市场中的占比不足 20%，而至 2026 年硅光技术的竞争

33、优势随着需求不断凸显，市场规模占比有望达到 50%。当前市场窗口已错过，有望在后续切入市场。目前市场中以 100G CWDM4、PSM4 和相干 DWDM 硅光模块为主，而传统光模块在 200G、400G 产业链已比较完善的情况下，成本控制优势突出，竞争力较强，后续 800G 甚至 1.6T 光模块将是硅光技术切入的时间点。12/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 硅光模块市场领先企业主要为海外企业，中国企业也加速布局，有望在未来形成竞争力。当前市场上具备硅光模块大批量出货能力的主要是 Inter、Cisco 等国外企业，而阿里阿里、华为华为、光迅

34、科技光迅科技、海信宽带海信宽带、中际旭创中际旭创、亨通光电亨通光电、博创科技博创科技、新易盛新易盛等企业也已经陆续发布了基于硅光技术的 400G 光模块产品解决方案，硅光技术在产业化、国产化等进程中不断加快，随着技术进一步成熟，有望逐步形成有效竞争力。四四、产业格局产业格局 1、国内国内光模块厂商市场份额快速扩张光模块厂商市场份额快速扩张 根据 LightCounting 统计的头部光学元件供应商的总销售额，2010 年全球市场份额约 28 亿，增长至2021 年达到 87 亿美元，国产厂商市场占有率超过 50%。2021 年全球前十大光模块厂商中，中国厂商个数升至 5 位。回顾过往 10 年

35、光模块行业发展历史，国产厂商所占份额持续提升。从从 2021 年各光模块主流厂商的规模来看年各光模块主流厂商的规模来看：全球市场上美国公司-（Finisar）占据第一，光模块业务收入达到人民币约 123 亿元，占据市场份额 17%；国内市场上中际旭创中际旭创位居头把交椅，光模块收入达到约 73 亿元，之后依次是光迅科技光迅科技、华工科技华工科技、新易盛新易盛、博创科技博创科技和剑桥科技剑桥科技。总体来看，国内光模块厂商在全球份额已经占据一席之地，但国内各大厂商的实力相差仍较大。从从 2021 年各光模块厂商的毛利率对比来看年各光模块厂商的毛利率对比来看：光模块厂商的毛利率水平相差不大，总体较高

36、，平均水平约为 25%左右，国产厂商新易盛新易盛更是超过 30%。光模块的毛利率水平与上游光芯片的自给能力密切相关，各大厂商中随着光芯片自给率的提高，整体毛利率也会提高。2、AI 时代算力驱动，时代算力驱动，国内国内光模块光模块头部厂商有望率先受益头部厂商有望率先受益 AI 时代，算力就是生产力。AI 大模型的训练和推理都离不开强大算力支持，否则 AI 发展将受到生产力瓶颈的制约。据中国信通院数据，2021 年全球计算设备算力规模达到 615EFLOPS，同比增长 44%；华 13/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 为 GIV 预测，2030 年

37、人类有望迎来 YB 数据时代，全球算力规模达到 56ZFLOPS，十年 CAGR 达到65%。在本次算力建设的大周期中，光模块的增长弹性最为明显，因此我们将光模块比作“AI 时代的逆变器”。首先，光模块是我国的优势产业，我国光通信企业生产的低/中/高速率数通、电信光模块供应全球，因此本轮北美的算力升级周期，国内企业拿下海量订单具有高度确定性。其次，算力芯片升级，推动超算中心内部的数据交换网络带宽升级，光模块向 800G、1.6T 速率迭代。在本次切换周期的前期，中际旭中际旭创创、新易盛新易盛等光模块头部大厂，有望率先拿到市场的大部分份额和价值量的提升，器件厂商中，天孚通天孚通信信、太辰光太辰光

38、等厂商有望率先受益。3、相关产品：、相关产品：国产相干光模块产品步入成熟国产相干光模块产品步入成熟（1）中际旭创：中际旭创：中际旭创 400G 全系列相干产品实现批量发货，同时针对 point-to-point 应用推出具有低功耗、高性能、无中继长距离传输的解决新方案固定波长 100G ZR/400G ER/400G ZR QSFP-DD 相干光模块。旭创科技 400G 系列相干产品采用低功耗 DSP 和硅光集成等先进技术，具有体积小、功耗低、性能高等优点，并且完全符合相关的标准协议，支持 CFP2 和 QSFP-DD 封装形式，使其适合应用于骨干网、电信、5G 回传和数据中心互联等应用场景。

39、据悉，旭创科技 400G 系列相干产品已在国内主流设备商和互联网厂商中得到了广泛应用，将有效助力国家“东数西算”工程。（2）光迅科技：光迅科技：光迅科技 400G CFP2-DCO 模块基于性能优异的自研 ITLA 器件、业内领先的硅光相干组件（SiPh）以及 7nmDSP 技术设计，OSNR 容限 22.5dB400G/14dB200G，最大功耗 24W，支持 C/C+全波长可调，支持 DP-QPSK/8QAM/16QAM 多种调制格式，符合 OIF 400ZR、OpenZR+、Open ROADM 标准的 OFEC 协议，可实现异厂家的互联互通，满足解耦需求，同时可实现 100G/200G

40、/300G/400G 线路侧传输速率，传输距离最大达 1000km（400G），2000km（200G），5000km（100G），可灵活应用于数据中心互联、城域网以及长途干线等场景。14/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告（3）新易盛新易盛 新易盛最新的 400G QSFP56-DDZR 光收发模块传输距离可达 120km，符合 OIF 400G ZR 标准，而400G QSFP56-DDZR+光收发模块传输距离可达 480km，符合 OpenZR+标准。这两款光模块都采用基于硅光子学（SiPho）的光学引擎和支持 400G 相干传输的最新一代数

41、字信号处理器（DSP）。产品采用 QSFP-DD 封装形式并支持 CMIS5.1，使其适用于部署以太网交换机设备的传输应用。五、产业链分析五、产业链分析 1、产业链概览、产业链概览 光模块行业的上游主要包括光芯片、电芯片、光组件企业。光组件行业的供应商较多，但高端光芯片和电芯片技术壁垒高，研发成本高昂，主要由境外企业垄断。光模块行业位于产业链的中游，属于技术壁垒相对较低的封装环节。光模块行业下游包括互联网及云计算企业、电信运营商、数据通信和光通信设备商等。其中互联网及云计算企业、电信运营商为光模块最终用户。2、产业链、产业链上游上游（1）光芯片在成本中占比约为光芯片在成本中占比约为 30%-6

42、0%，生产工艺复杂，中国产业化程度不足，相，生产工艺复杂，中国产业化程度不足，相对落后对落后 光芯片在整体成本中的占比为光芯片在整体成本中的占比为 30%-60%，且随着传输速率的提升而提高，且随着传输速率的提升而提高。光芯片在光模块整体成本中的占比，随着传输速率的提升而增大，10Gbs 以下光模块中占比 30%，10Gbs-25Gbs 光模块中占比40%，25Gbs 以上光模块中占比达到 60%及以上。当前国产光芯片以低端芯片为主，高端芯片海外企业明显垄断。中国企业已能够大规模自主生产 10Gbs 及以下光芯片，并量产部分 25Gbs 系列光芯片（但产量偏小，不能完全支撑市场需求）。25Gb

43、s 以上光芯片，中国企业仍处于研发阶段，尚未实现重大突破。15/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 光芯片生产工艺复杂，中国产业化程度不足，关键技术和设备缺失光芯片生产工艺复杂，中国产业化程度不足，关键技术和设备缺失。中国光芯片发展制约因素：光芯片生产工艺和流程均较为复杂，包括芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造四个关键环节。中国光芯片企业均为无晶圆厂（即 fabless），仅负责光芯片的设计，基板制造、磊晶成长、晶粒制造等环节需外包至其它厂商。海外光芯片龙头企业包括 Finisar、Lumentum 等多为垂直整合制造厂（即 IDM），生产工艺

44、流程覆盖全部四个关键环节。中国光芯片产业化程度不足，当前能自主小批量生产高端光芯片的中国企业均为自用状态，不对外销售，大量企业仍需依赖进口，这表明缺少核心技术与设备是限制中国光芯片发展的核心因素。（2）电芯片在光模块整体成本占比约为电芯片在光模块整体成本占比约为 18%，技术壁垒高，国产化水平不足，技术壁垒高，国产化水平不足 电芯片是决定光模块性能表现的关键器件之一，其整体构成包含 6 个关键部分，技术壁垒高，国产化进程明显落后。光模块中的电芯片构成与作用：包括激光驱动器芯片、放大器芯片、MA 主放芯片、DSP数字信号处理芯片、CDR 时钟和数据恢复电路芯片与 MUX&DeMUX 并串转换电路

45、芯片，其中 DSP数字信号处理芯片的技术壁垒最高；电芯片在光模块中的作用包括实现电信号的功率调节与复杂的数字信号处理两大部分。光模块发射端：电信号通过 CDR、DSP 等信号处理芯片，完成信号内调制或外调制，驱动激光器芯片完成电-光转换。光模块接收端：光信号通过探测器芯片转换为电脉冲，通过放大器芯片和 MA 主放芯片进行调幅，最终输出终端可以处理的稳定电信号。光芯片和电芯片通过流程配合，实现了对传输速率、消光比、发射光功率等主要指标的要求，是决定光模块性能表现的关键器件之一。中国电芯片国产化进程明显落后中国电芯片国产化进程明显落后。电芯片在光模块整体成本中的占比约为 18%左右，相对比光芯片在

46、光模块整体成本中的占比明显偏小，但仍然为第二大成本占比。相对于光芯片有一定数量中国企业推动了初具规模的国产替代，电芯片的国产化进程明显慢于光芯片，25Gbs 及以上光模块使用的电芯片主要依赖进口，整体自供率不足 5%。在 DSP 数字信号处理芯片、CDR 时钟和数据恢复电路芯片等技术壁垒较高的电芯片方面，从国产化水平来看，中国与国外领先水平存在明显差距。16/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （3）PCB 在光模块中的在光模块中的占比占比约为约为 5%，中国产能优势明显，国产化升级进程逐步加快，中国产能优势明显，国产化升级进程逐步加快 PCB 在

47、光模块整体成本中的占比偏小，产能主要集中于中国在光模块整体成本中的占比偏小，产能主要集中于中国。PCB 即印制电路板，是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印刷板，起中继传输的作用，是电子元器件的支撑体。光收发组件和电芯片等器件组成光模块时，需要 PCB 将各个组件相连接。PCB 在光模块整体成本中的占比约为 5%左右。当前 PCB 产能主要集中在中国，数据显示中国大陆 PCB 产值占据全球 PCB 市场产值的 53%左右。PCB 产业升级进程逐步加快，自主可控，有效助力光模块行业发展产业升级进程逐步加快，自主可控，有效助力光模块行业发展。尽管中国 PCB 市场占比全球市场的 50

48、%以上，但中国大陆的 PCB 产品整体技术水平与美、日、韩、中国台湾相比，仍有一定程度的差距。但随着产业规模的扩张以及国家政策导向的支持，中国大陆 PCB 产业升级进程持续加快，在高端多层板、挠性板、HDI 板等主要产品的生产能力实现较快提升。当前 PCB 是中国光模块器件中少数实现自主可控、国产化的电子器件。中国 PCB 龙头企业包括东山精密东山精密、深南电路深南电路、景旺电子景旺电子等，均能稳定提供高质量产品。17/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、产业链中游、产业链中游 光模块中游，海外光模块企业加速并购整合市场光模块中游，海外光模块企

49、业加速并购整合市场。近年来海外光模块龙头企业逐步实现了一系列并购整合，增强对整个产业链的垂直协同，增强规模优势，提高议价能力。2018 年 3 月 Lumentum 以 18 亿美元的价格收购了 Oclaro，2018 年 11 月 II-VI 以 32 亿美元的价格收购了 Finisar，2018 年 12 月 Cisco 以6.6 亿美元的价格收购了 Iuxtera，随后在 2019 年 7 月又以 26 亿美元的价格收购了 Acacia。大规模的收购为欧美龙头企业保住了高端光模块和光芯片的市场份额。中国光模块企业加速追赶中国光模块企业加速追赶。尽管高端产品线中国企业仍处于落后，但随着在中

50、低端产品线上呈现出的明显成本优势，中国企业实现了中低端产品的垂直一体化，国内光模块厂商的市场份额占比不断提升。此外相当数量的中国企业，也在开展收购来实现快速追赶。2018 年 5 月和 2019 年 3 月剑桥科技剑桥科技依次收购了 Macom Japan 和 Oclaro Japan 的光模块业务，2019 年 3 月博创科技博创科技收购了 Kaiam PLC 业务等。2010 年：此时 TOP10 中仅有 1 家企业为中国厂商，WTD 为武汉电信器件有限公司，后与武汉邮科院旗下的光迅科技光迅科技合并。2016 年：TOP10 中上榜的中国企业增加为 3 家，分别为海信宽带海信宽带、光迅科技

51、光迅科技和中际旭创中际旭创。其中海信宽带、光迅科技位于前列。2018 年：TOP10 中上榜的中国企业仍然为 3 家，但不同的是 3 家企业均进入到前列。2020 年：TOP10 中上榜的中国企业数量快速增加至 5 家，海信宽带、光迅科技和中际旭创仍然保持在前列，新易盛新易盛和华工正源华工正源成为新入局的中国企业。相当数量的美国和日本龙头企业在 10 年间被陆续收购或出局。4、产业链下游、产业链下游 下游领域不断拓展，呈蓬勃发展之势。除电信市场与数据通信市场两大主要应用场景外，激光雷达的应用，也将为行业的进一步发展，带来更广阔的空间。在无人驾驶领域，包括以汽车整车厂、Tier1 为代表的前装高

52、级辅助驾驶，及以智能服务机器人为代表的避障导航系统，还有随着 5G 技术逐渐普及而产生的智能交通车路协同应用，都将作为新的行业应用市场，为产业发展升级贡献力量。六、相关企业六、相关企业 1、中际旭创中际旭创：全球光通信龙头，高速数通景气成长：全球光通信龙头，高速数通景气成长 18/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司专注高端光通信模块及器件，市场份额稳居全球前列公司专注高端光通信模块及器件，市场份额稳居全球前列。公司前身为中际智能装备有限公司，成立于1987 年，2010 年变更为中际电工装备股份有限公司，2012 年 4 月 10 日以中际装

53、备于深交所创业板上市。2021 年公司剥离中际智能的 100%股权及其高端电机定子绕组制造装备相关业务，聚焦高速光通信模块及器件领域。公司目前业务主要通过全资子公司苏州旭创和控股子公司成都储翰开展。公司集高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售于一体，为云数据中心客户提供 100G、200G、400G 和 800G 等高速光模块，为电信设备商客户提供 5G 前传、中传和回传光模块以及应用于骨干网和核心网传输光模块等高端整体解决方案。根据 Lightcounting 数据，2021 年旭创科技与 II-VI（收购了光模块龙头 Finisar）并列第 1 名（2020 年排名第 2）。外延

54、激光雷达领域，技术平台及产线具备复用性外延激光雷达领域，技术平台及产线具备复用性。由于光通信和激光雷达在底层工艺和技术方面，具有一定共通性，公司长期积累的技术平台和产线具有一定复用性。根据 Yole 预测，2021-2026 年激光雷达在 ADAS 和无人驾驶市场的 CAGR 分别达到 94%和 33%，2026 年合计份额达到 50%，成为激光雷达规模最大的应用市场。根据 Strategy Analytic 预测，全球 ADAS 领域的激光雷达需求量将从 2020 年的 4.8 万台增长到 2028 年的 970.7 万台，CAGR 达 94.2%，其中国内市场需求量占比将从 2020 年的

55、 2%增长至 2028 年的 30%，位居全球第一。公司目前以代工业务为切入点，并逐步推广和提供更高附加值的业务合作模式，未来有望打开新成长空间。受益数通市场景气度提升，激光雷达打开增量空间受益数通市场景气度提升，激光雷达打开增量空间。公司全球市占率与 Finisar 并列第一，占据北美数通市场景气度高点，有望受益于北美数通市场景气度提升。公司硬件产品及软件研发取得突破，发布EDA 设计软件支持自建 PDK 和定制化服务，同时公司荣获思科 2022 年度卓越技术支持奖。业务外延激光雷达领域，未来有望打开新的业务增量空间。2、天孚通信：光器件解决方案提供商，光引擎新业务打开长期发展空间天孚通信：

56、光器件解决方案提供商，光引擎新业务打开长期发展空间 国内稀缺的光器件上游平台型龙头厂商，持续拓宽产品种类国内稀缺的光器件上游平台型龙头厂商，持续拓宽产品种类。公司成立于 2005 年，主营在光通信领域从事光器件的研发、生产和销售业务。公司以自行研发的高品质陶瓷套管起家，不断完善陶瓷套管制备工艺的同时，向产业链下游继续拓展。2006 年推出光纤适配器，2008 年自行研发并开始生产光收发接口组件。2009 年到 2013 年，公司继续壮大自己的主营业务，并逐步掌握金属零件、塑料零件等上游制造工艺，为公司发展打下坚实基础。2015 年 2 月公司成功登陆创业板，进入快速发展阶段。公司根据市场需求继

57、续丰富产业链下游产品，陆续推出 OSA 高速光器件、带隔离器光收发组件、Barrel LENS 以及 MPO 等多个系列产品。2018 年公司完成定增募资，加快切入高速光器件市场。2021 年公司剥离中际智能的 100%股权及其高端电机定子绕组制造装备相关业务，聚焦高速光通信模块及器件领域。公司经过十余年的发展，在扎实的制备工艺基础上，逐渐扩大生产规模，进行快速外延式的发展。得益于产 19/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 品的高品质、高精度，公司在业内树立了优质的品牌形象，获得行业高端客户的广泛认可，已经成为光通信精密元件制造领军企业。扩展高速

58、光引擎和激光雷达潜力市场空间扩展高速光引擎和激光雷达潜力市场空间。公司积极布局高速光引擎和激光雷达器件业务，其中200G/400G/800G 光模块配套的光器件产品实现量产，高速光引擎建设项目实现产品规模批量交付。2020 年公司定增 7.86 亿元用于“面向 5G 及数据中心的高速光引擎项目，主要包括激光芯片高速光引擎和硅光芯片高速光引擎，以实现高速光引擎的规模化封装生产。根据 LightCounting 数据，预计硅光模块市场规模 2022-2027 年 CAGR 为 23.50%，其中 22-24 年的增长率分别为 54.86%、37.05%、29.11%。根据 Yole 数据，预计 2

59、022-2027 年激光雷达整体市场将以 22%的 CAGR 增长，到 2027 年市场规模将达到 63 亿美元。3、光迅科技：芯片研发能力突出，高端芯片成效显著光迅科技：芯片研发能力突出，高端芯片成效显著 光通信领先企业，产业布局优势明显光通信领先企业，产业布局优势明显。公司是专业从事光电子器件及子系统产品研发、生产、销售及技术服务的公司，是全球领先的光电子器件、子系统解决方案供应商。主要客户为电信设备集成商、电信运营商等。在光传输网、接入网和数据网等领域构筑了从芯片到器件、模块、子系统的综合解决方案。公司拥有业界最广泛的端到端产品线和整体解决方案，具备从芯片到器件、模块、子系统全系列产品的

60、垂直整合能力，灵活满足客户的差异化需求。聚焦光芯片研发，构造核心竞争优势聚焦光芯片研发，构造核心竞争优势。光芯片是光模块的核心部件，当前，公司有 PLC（平面光波导）、III-V、SiPh（硅光）三大光电芯片平台。无源方面的 PLC 芯片有 AWG、MCS 系列；有源领域的 III-V芯片有激光器类（FP 芯片、DFB 芯片、EML 芯片、VCSEL 芯片）、探测器类（PD 芯片、APD 芯片），公司已能够实现多品类低端芯片自给自足。发力高端光模块，盈利能力提升发力高端光模块，盈利能力提升。2020 年，公司持续推进 25Gb/s、50Gb/s 高速激光器、探测器等光芯片的迭代开发，进一步加大

61、对气密、非气密、光电混合集成等光电子器件封装技术研究，保持对光电子封装新技术的敏感度和预研跟踪；在传输领域重点布局高阶调制光模块、光交叉、相干器件及模块、扩展波超带宽器件的开发及产业化，并取得了较大的突破及收益。在 5G 等光接入领域，扩大自制芯片的市场应用，基于 5G 前传更多场景的光模块开发如期推进，在数据通信领域，重点攻关 400Gb/s 光模块及应用推广，同时开展更高速率光模块的预研工作。4、源杰科技：国内领先的光芯片龙头供应商源杰科技：国内领先的光芯片龙头供应商 20/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 专注高速半导体芯片的研发设计和生产

62、，不断开拓产品类型专注高速半导体芯片的研发设计和生产，不断开拓产品类型。公司从 2.5G 系列芯片产品做起，不断向高端进发，产品涵盖从 2.5G 到 50G 磷化铟激光器芯片，致力于成为国际一流的半导体器件供应商。生产规模逐年上升，募投项目提升产能生产规模逐年上升，募投项目提升产能。公司近年来生产规模逐年上升，2019-2022H1 公司激光器芯片产能分别为 2469 万颗、2843 万颗、4197 万颗、2948 万颗，产量分别为 2454 万颗、2575 万颗、4207 万颗、2653 万颗，产能利用率分别为 99.39%、90.56%、100.24%、90.01%。公司公司 IDM 模式

63、生产，掌握全流程生产工艺模式生产，掌握全流程生产工艺。IDM（Integrated Device Manufacture）指包含芯片设计、芯片制造、封装测试在内全部或主要业务环节的经营模式。未来在 IDM 模式下，公司将继续加强光芯片生产全流程核心工艺开发能力，不断积累光芯片研发与生产经验，将科技成果应用于芯片设计、晶圆外延等核心环节，实现产品的差异化特性、高性能指标、高可靠性等，提高产品竞争力。5、德科立：光电子器件专业供应商，具备长距离光传输技术优势德科立：光电子器件专业供应商，具备长距离光传输技术优势 深耕光电子器件行业二十余年，专业从事光收发模块、光放大器、光传输子系统深耕光电子器件行

64、业二十余年，专业从事光收发模块、光放大器、光传输子系统。公司前身是无锡市中兴光电子技术有限公司，成立于 2000 年，2022 年 8 月 9 日在科创板上市，主营业务涵盖光收发模块、光放大器、光传输子系统的研发、生产和销售，产品主要应用于通信干线传输、5G 前传、5G 中回传、数据链路采集、数据中心互联、特高压通信保护等国家重点支持发展领域。公司通过不断的技术积累，建立了光收发模块、光放大器、光传输子系统三大技术平台，公司共计拥有 20 项发明专利、108 项实用新型专利、32 项计算机软件著作权，并主持和参与制定 27 项行业技术标准，产品通过德国 TUV 认证机构的 ISO9001：20

65、15 质量体系认证，成为多家全球知名厂商的优良供应商。产品具有较强优势，克服行业难点长距离光传输产品具有较强优势，克服行业难点长距离光传输。光收发模块从 1.25G 到 200G 均实现量产批量交付，应用于承载网的 400G 高速率光收发模块产品已完成测试；公司光放大器产品涵盖 Oband、Cband、C+Lband、Lband 等不同波段，满足通信传输网络超带宽、大容量的需求；公司光传输子系统产品包括前传子系统、数据链路采集子系统、超长距传输子系统等。公司长期致力于长距离光传输的技术研究和产品开发，并取得丰硕成果。2007 年公司的“WDM 超长距离光传输设备项目”获得国家科技进步二等奖，在

66、长距离光电子器件产品上不断推陈出新，在长距离 5G 前传光传输子系统、长距离 5G 中传光收发模块、超长距特高压电力通信系统等领域保持较强的技术优势，在行业内树立了鲜明的技术特点和行业地位。21/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 募资扩展产品线及研发光传输子系统平台募资扩展产品线及研发光传输子系统平台。公司拟将 10.3 亿元用于高速率光模块产品线扩产及升级建设项目、光传输子系统平台化研发项目及补充流动资金，投产后将新增高速率光收发模块年产 110 万支，100G、200G 等高速率光收发模块的产能将得到显著提升，400G 长距离光收发模块也将实

67、现批量交付，并进行 OTN、城域网、DCI 等设备的子系统研发，满足各类接入网、承载网、城域网、DCI 和数据链路采集系统的需求。七七、产业趋势分析、产业趋势分析 1、数据流量及数据交汇量的增长推动光模块市场发展数据流量及数据交汇量的增长推动光模块市场发展 根据 IDC 数据，全球数据流量由 2015 年的 8.59ZB（ZB 指泽字节，代表十万亿亿字节）增长至 2019年的 41ZB，预测 2025 年将增长至 175ZB，CAGR2015-2025 达 35.18%。传统的光通信设备难以满足高速率、大容量的数据流量的计算、存储、处理与传输需求，由此推动光通信设备向大容量、高速率方向实现技术

68、升级和应用。22/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2、AI 高算力传输需求驱动数据传输速率朝向高算力传输需求驱动数据传输速率朝向 400G 及更高演进及更高演进 AI 高算力传输需求驱动数据传输速率朝向 400G、600G、800G 甚至更高演进。光纤通信（FOC）技术在过去的 25 年里取得了巨大发展，可用的商业光纤链路的最高容量从 20 世纪 90 年代的 2.5-10Gb/s 发展到如今的 800Gb/s。同时流媒体超高清（UHD）视频驱动网络流量一直以惊人的速度增长，并且跨越了从长途、移动访问到 DC 内网络的所有网络架构，催涨更高的数

69、据吞吐量需求。受到大型云服务运营商大量采用昂贵的高数据速率 400G 和 800G 模块，以及国家电信运营商对 5G 网络无线光收发模块的高需求的推动，2021 年光收发模块市场规模约为 102 亿美元，预计在 2027 年将达到 247 亿美元，CAGR2021-2027 为 16%。以太网光收发模块作为光收发模块最大细分市场，LightCounting 指出，全球 TOP5 的云厂商，阿里巴阿里巴巴巴、亚马逊亚马逊、Facebook、谷歌谷歌和微软微软在以太网光收发模块上的支出，将由 2020 年的 14 亿美元增长到2026 年的超过 30 亿美元，800G 光模块将从 2025 年底开

70、始主导这一细分市场。LightCounting 预测光模块市场预测光模块市场 23 年将出现年将出现 10%下滑，但下滑，但 800G/1.6T 光模块预计仍维持高增光模块预计仍维持高增。根据 LightCounting23 年 3 月发布的最新报告，其下调了 2023 年以太网光模块销售的预测，从 22 年 10月预测的 2%的增长到现在 10%的下降，24-28 年的复合增长率预期仍为 13%。下降的主要原因是云巨头 Meta 公司放缓了数据中心的建设部署，支持元宇宙业务的数据中心升级计划，许多被搁置或缩小了规模。但 Meta 公司确认了其建立人工智能基础设施，并追赶亚马逊和谷歌的承诺，目

71、前大多数 400G的光模块使用场景，接下来将使用 800G 光模块。LightCounting 并未太多的削减 Meta 对 400G/800G光模块的需求预测，LightCounting 对 1.6T 光模块的出货量预测没有改变，这些模块需要满足谷歌、亚马逊和微软运营的数据中心每年 40%带宽增长的需求。23/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 800G LPO 方案或将成为方案或将成为 AI 服务器集群中最具性价比方案服务器集群中最具性价比方案。LPO（Linear-drive Pluggable Optics）是线性驱动可插拨光模块，在数据链

72、路中只使用线性模拟元件，无 CDR 或 DSP 芯片的设计方案。在OFC2023 上，多家厂商展示了其 linear-drive 方案，包括 Macom、Broadcom 和 Cisco 等公司。相较DSP 方案，LPO 可大幅度减少系统功耗和时延（功耗相较 DSP 可下降接近 50%，与 CPO 的功耗接近），而系统误码率和传输距离有所牺牲，深度契合目前 AI 计算中心的短距离大带宽、低功耗、低时延的数据连接需求。3、更高数据传输速率的光模块催涨配套光通信器件需求更高数据传输速率的光模块催涨配套光通信器件需求 目前 400GbE 的部署正在数据中心网络中迅速展开。目前许多云提供商和电信运营商

73、在寻求 800Gbps光生态系统，来提高带宽容量以跟上不断增长的数据需求，800G 光模块可支持更多配置，如 2 倍400GbE、4 倍 200GbE 或 8 倍 100GbE。当今的现代以太网交换机专用集成电路（ASIC）提供25.6Tb/s 的总容量，以 50 Gbps SerDes（串行/解串）通道速率运行，由 50GPAM-4 调制技术驱动。在线卡中，通常需要重新定时器将 PAM-4 数据从交换机同步到光纤接口。在 400G 光模块中，可以使用额外的硅齿轮箱芯片将 50GPAM-4 电输入和输出（I/O）转换为每波长 100G 的光学 I/O，以连接到100G 单波长光学器件。预计到

74、2023 年的下一代 ASIC 芯片将提供 51.2Tb/s 的总容量，并以 100 Gbps SerDes 通道速率运行。因此，以太网交换机 ASIC 的升级，在简化开关系统内的电光转换并加速高速光模块交换的同时，催涨配套光通信器件及相关芯片需求。4、算力时代传统光模块功耗制约凸显算力时代传统光模块功耗制约凸显，CPO 降本增效迎发展良机降本增效迎发展良机 CPO 作为新一代的光电子集成技术，得到全球科技巨头广泛的关注与布局作为新一代的光电子集成技术，得到全球科技巨头广泛的关注与布局。共封装光学（CPO，co-packagd optics）是一种新型光电子集成技术，它将激光器、调制器、光接收

75、器等光学器件封装在芯片级别上，直接与芯片内的电路相集成，借助光互连以提高通信系统的性能和功率效率。在今年刚刚召开的光纤通信会议（OFC）会议上，CPO 技术路线成为一大热点，博通博通、Marvell 介绍了各自采用共封装光学技术的 51.2Tbps 的交换机芯片，思科思科也展示了其 CPO 技术的实现可行性原理。目前，亚马逊亚马逊AWS、微软微软、Meta、谷歌谷歌等云计算巨头，思科思科、博通博通、Marvell、IBM、英特尔英特尔、英伟达英伟达、AMD、台积电台积电、格芯格芯、Ranovus 等网络设备龙头及芯片龙头，均在前瞻性地布局 CPO 相关技术及产品，并推进 CPO 标准化工作。算

76、力时代传统可插拔光模块功耗制约凸显，算力时代传统可插拔光模块功耗制约凸显，CPO 降本增效迎发展良机降本增效迎发展良机。如今大数据、云计算、人工智能等复杂应用需求的发展，正不断提高对数据中心中数据传输速率的要求。诸如谷歌谷歌、Meta、亚马逊亚马逊、微软微软或阿里巴巴阿里巴巴等计算巨头数万台交换机的部署，正在推动数据速率从 IOOGbE 向 400GbE 和800GbE 更高速的数据链路的方向发展，通过铜缆传输数据的功耗攀升，日渐成为传统可插拔光模块所面临的最大挑战。而 CPO 技术路径通过减少能量转换的步骤，从而降低功耗。与传统的光模块相比，CPO 在相同数据传输速率下可以减少约 50%的功

77、耗，将有效解决高速高密度互连传输场景。24/24 2023 年年 4 月月 17 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 八、参考研报八、参考研报 1.招商证券-通信设备行业数字经济“算力网络”系列 6：800G 光模块，站在 AI 浪潮新起点 2.通信行业数字经济系列报告 3：数字中国规划推出，或驱动光模块技术升级与需求爆发 3.方正证券-半导体行业专题报告：AI 高算力催涨光模块 CPO 需求 4.光大证券-光模块行业深度报告：流量增长推动行业需求，激光雷达孕育全新机遇 5.东方证券-通信行业：技术同源，产线复用，光模块企业积极入局激光雷达产业 6.国联证券-通信行业数字经济基础设施之光模块：数通周期+产业东移，国产光模块行业快速增长 7.亿渡数据-2022 年中国光模块行业短报告 8.华西证券-通信行业光模块：产业东移加速起量，技术创新优先布局 9.光大证券-AI 行业跟踪报告之十：光模块，800G 需求释放，中国厂商厚积薄发 10.中信证券-光模块行业深度报告：小小模块，大有可为 免责声明：以上内容仅供学习交流，不构成投资建议。