1、2 0 2 3 年深度行业分析研究报告VWpZjX9UjZUVqUcZkW8O8Q9PsQpPtRpMlOqQqPkPqQqN8OnMnNMYrRrMvPnQpN3CONTENTS目录CCONTENTS专业领先深度专业领先深度诚信诚信中泰证券研究所中泰证券研究所1光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔4图表图表1 1：光模块结构：光模块结构图表图表2 2：光模块工作原理：光模块工作原理来源：源杰科技招股书，中泰证券研究所来源：搜狐新闻，中泰证券研究所1.1 光模块是光纤通信系统中核心器件之一光模块是光纤通信系统中核心器件之一 光模块是光纤通信中的重要组成部分光模块是光纤通信中的重要组成部分：器件

2、。光模块由光器件、功能电路和光接口组件等组成，其中核心构成器件是光收发器件，主要包括TOSA，ROSA。光模块的是完成光电转换的器件光模块的是完成光电转换的器件，在光模块的发送端电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔5图表图表3 3：光模块用于电信市场：光模块用于电信市场图表图表4 4：光模块用于数通市场：光模块用于数通市场来源：finisar，中泰证券研究所来源：finisar,中泰证券研究所1.1 光模块是光纤通信系统中核心器件之一光模块是光纤通信系统中核心器件之一光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔 数通市场是光模块增速最快

3、的市场：数通市场是光模块增速最快的市场：光模块目前主要应用市场包括数通市场、电信市场和新兴市场，其中数通市场增速最快，已超越电信市场成为第一大市场，是光模块产业未来的主流增长点。6图表图表5 5：全球光模块市场规模预测（百万美元）：全球光模块市场规模预测（百万美元）图表图表6 6：20212021年全球光模块市场份额占比年全球光模块市场份额占比来源：源杰股份招股说明书，LightCounting，中泰证券研究所来源：前瞻产业研究院，中泰证券研究所1.2 光模块市场广阔，相对其他环节业绩弹性更高光模块市场广阔，相对其他环节业绩弹性更高 多因素促进光模块市场持续高增多因素促进光模块市场持续高增。随

4、着通信技术的发展需求、数据中心的扩张需求、成熟和成本下降，使得全球光模块市场快速增长。根据Light counting预计，光模块市场2021-2025年的复合年增长率为11%，预测 2025 年全球光模块市场将达到113亿美元。国产厂商光模块竞争力增强国产厂商光模块竞争力增强，份额不断提升份额不断提升。得益于国内光模块企业的技术进步和产业链集成能力增强，光模块逐步实现国产替代。2021年，光迅科技、中际旭创、海信宽带、昂纳信息进入全球前十，合计占据全球26%的市场份额。国内光模块供应链健全，可以出口海外，相对于光通信其他领域，光模块业绩弹性更大。光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔7图表图表

5、7 7：光模块的发展趋势：光模块的发展趋势图表图表8 8：不同路线的：不同路线的100G100G光模块尺寸光模块尺寸来源：ITPUB，中泰证券研究所来源：矽力杰，中泰证券研究所1.3 光模块发展趋势：增强传输能力，提升器件集成化光模块发展趋势：增强传输能力，提升器件集成化 数据需求增加数据需求增加+高速网络需求高速网络需求，推动高速光模块快速发展推动高速光模块快速发展。数据量增加：随着云计算、大数据、物联网和人工智能等技术的快速发展，数据量呈指数级增长。为满足这些应用的需求，光模块需要提供更高的带宽来传输大量的数据。传输速度增加：高清视频、虚拟现实、在线游戏等应用对网络带宽有较高要求，因此光模

6、块需要提供更高的带宽。现有光模块带宽主要有40G、100G、200G、400G，目前正朝着800G、1.6T甚至更高的带宽发展。光模块集成化程度越来越高光模块集成化程度越来越高。集成化设计可以减小模块的尺寸，满足紧凑型设备和高密度布局的需求。现代通信系统越来越复杂，需要处理更多的信号和数据，简化系统的结构，提高系统的可靠性和稳定性。CPO（光电共封装技术）和硅光子技术等先进方案凭借高速、高密度、低功耗的优势备受关注。光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔8图表图表9 9：光模块产业链：光模块产业链图表图表1010：光模块成本构成：光模块成本构成来源：源杰科技招股书，中泰证券研究所来源：联特科技招

7、股书，中泰证券研究所1.4 光模块产业链光模块产业链 光模块处于光通信产业链中游光模块处于光通信产业链中游。光通信产业链包括光通信器件（含芯片）、光纤光缆和光整机设备。光模块厂商从上游企业采购光芯片及电芯片、光组件等原材料，经过集成、封装、测试合格后供给设备集成商整合为有对应需求的光通信设备，应用于电信及数据中心市场。光器件和光芯片是光模块的两大核心部件光器件和光芯片是光模块的两大核心部件，成本占比最高成本占比最高。以联特科技的成本构成为例，其中光器件占比36.5%，集成电路芯片占比22.4%，光芯片占比18.5%。光器件是光模块的重要组成部分，在成本中占比最高。光模块市场空间广阔光模块市场空

8、间广阔9图表图表1111：光模块产业链相关标的：光模块产业链相关标的来源：ofweek，IT BANK，前瞻产业研究院，中泰证券研究所1.4 光模块产业链标的光模块产业链标的光模块市场空间广阔光模块市场空间广阔10CONTENTS目录CCONTENTS专业领先深度专业领先深度诚信诚信中泰证券研究所中泰证券研究所2AI高算力推动，光模块需求高算力推动，光模块需求高增高增11图表图表1212：光模块发展历程：光模块发展历程来源：前瞻产业研究院，中泰证券研究所2.1 光模块发展历程：技术更迭速度快光模块发展历程：技术更迭速度快AI带动光模块需求高增带动光模块需求高增 光模块最早出现在1999年，光模

9、块在20的不到10Gbps发展到目前最高的800Gbps。光模块的发展经历了从固定化到小型化和可热插拔的演进过程。光模块的发展经历了从固定化到小型化和可热插拔的演进过程。最初的1X9封装逐渐转向小型化和可热插拔的方向，随后出现了GBIC模块作为独立模块使用，但体积较大限制了光口密度。为了满足高密度需求，SFP光模块诞生，体积更小且具备可热插拔功能，成为广泛应用的标准接口。随后出现了更多小型化、高速率、低成本的封装方式，如XENPARK、XPARK、XFP、CFP、SFP+等，不断提升速率和降低成本。12图表图表1313：2024 2024 年全球超大规模数据中心数量（个）年全球超大规模数据中心

10、数量（个）图表图表1414：20252025年全球数据中心光模块市场（百万美年全球数据中心光模块市场（百万美元）元）来源：Synergy Research Group，中泰证券研究所来源：源杰股份招股说明书，LightCounting，中泰证券研究所2.2 行业为何近年发展迅速：行业为何近年发展迅速：AI发展加持发展加持件。件。人工智能的发展将重塑基础设施，海量数据的处理需求将带来算力和网络的迭代升级。大模型训练与推理在云数据中心完成，推动数据中心与网络基础的加速建设。AI算力需求爆发，带动光模块向需求高增，同时也给促进了光模块技术的快速更迭。根据 LightCounting 的数据，2021

11、 年全球数据中心光模块市场规模为 43.77 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 14%。AI带动光模块需求高增带动光模块需求高增13 全球数据量需求持续增长带动光模块需求增长全球数据量需求持续增长带动光模块需求增长，据根据 Omdia 的预测，在2018-2024年期间，来自蜂窝网络和消费者固定宽带网络的总数据流量将以28.7%的复合年增长率(CAGR)增长。2024年，576万PB 数据将被传输，远远高于2018年的130万PB数据。这意味着市场扩大了4.5倍。流量需求的增长流量需求的增长+光通信技术的升级光通信技术的升级，光模块器件保持持续增长光

12、模块器件保持持续增长。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保持持续增长。2.2 行业为何近年发展迅速：全球数据量高增行业为何近年发展迅速：全球数据量高增AI带动光模块需求高增带动光模块需求高增图表图表1515：全球网络流量预测：全球网络流量预测来源：Omdia，中泰证券研究所14CONTENTS目录CCONTENTS专业领先深度专业领先深度诚信诚信中泰证券研究所中泰证券研究所3光模块工艺与设备光模块工艺与设备15图表图表1616：数据中心不同规格光模块比较：数

13、据中心不同规格光模块比较图表图表1717：BOXBOX封装光模块和封装光模块和COBCOB封装光模块实物图封装光模块实物图来源：光迅科技公司公告，中泰证券研究所来源：光电汇OESHOW，中泰证券研究所3.1 光模块封装方式光模块封装方式 数据中心光模块大多采用数据中心光模块大多采用COB封装技术。封装技术。条件恶劣，更换维护困难；后者相对环境温和，维护便利。电信级光模块多采用气密性的To-can或（盒式）封装技术；数据中心光模块多采用非气密性COB（板上芯片封装）封装技术。COB封装优势：连接性能更好，体积更小、成本更低。性能方面：封装优势：连接性能更好，体积更小、成本更低。性能方面：采用气密

14、性封装的电信级光模块，激光器与PCB的连接需要通过FPC（软排线）和高频陶瓷，后才通过金线与激光器连接。在多个连接点上阻抗连续性以及信号完整性难以保障。而在COB封装中，激光器能够直接与PCB通过金线键合连接，大大减少了阻抗不连续点，能更好保障高速信号从PCB到LD的连接。体积方面：体积方面：COB封装由于节省了高频陶瓷盒、软缆等部件，节约了空间。而使用COB封装，节约的空间能够给电学提高更多冗余设计，比如增加更多滤波电容、更大的高频信号隔离布局，从而提升模块性能。成本方面：成本方面：COB封装节省了高频陶瓷盒和软缆等部件，工艺步骤上节省了充氮焊接密封、BOX检漏、FPC焊接、光器件单独检测等

15、，减少物料成本和生产成本。光模块工艺与设备光模块工艺与设备16图表图表1818：光模块工艺主要流程步骤以及对应标的：光模块工艺主要流程步骤以及对应标的图表图表1919：数通光模块主要购置设备（以光迅科技为：数通光模块主要购置设备（以光迅科技为例）例）来源：Wind,同花顺，光电汇OESHOW，开玖自动化，联赢激光，中泰证券研究所来源：光迅科技公司公告，中泰证券研究所3.2 光模块工艺流程光模块工艺流程 COB封装光模块的主要工艺步骤包括贴片（die bonding）、打线（wire bonding中贴片机是价值量最高的环节。光模块工艺与设备光模块工艺与设备17图表图表2020：贴片机关键要素：

16、贴片机关键要素图表图表2121：贴片固定方式：贴片固定方式来源：今日光电，中泰证券研究所来源：今日光电，中泰证券研究所3.3 核心工艺环节核心工艺环节 1、贴片（、贴片（Die Bonding）传统贴片工艺采用胶水贴装的方式将各类芯片固定在PCB上。例如数据中心光模块内的时钟恢复芯片、激光器驱动芯片、跨阻放大器芯片、激光器芯片、探测器芯片等，常用银胶直接贴装在PCB上。光模块 PCB 板通常尺寸较小，为完成芯片的贴装，需在 PCB 板前端预留一部 分空间形成“裸板”（无任何 IC 元器件）。贴装时先将导电粘合剂印刷在 PCB“裸 板”处，然后将 IC 芯片和半导体芯片贴装在各自的位置，再将粘合

17、剂固化。高精度贴片机是高速光模块核心设备，800G光模块的贴片精度高于400G，大部分的高端光模块内部核心激光器芯片贴装精度控制仅允许3m 之间，为后面的器件耦合工艺提供足够、稳定的对准误差空间。高精度贴片机市场主要依赖进口，国产替代空间广阔。光模块工艺与设备光模块工艺与设备18 2、引线键合引线键合（Wire-Bonding）引线键合引线键合指芯片通过金属线键合与基板连接，电气面朝上；该工序的目的是使裸露的 IC引线与印制电路板有可靠的电气键合。芯片贴装完成后，用引线将芯片的压焊位连接在印制电路板的焊盘上，通常使用金丝来进行键合。常用的键合工艺，有热压、超声或者是二者结合。将金属引线连接到焊

18、盘的方法主要有三种：热压法将焊盘和毛细管劈刀通过加热、压缩进行连接的方法；超声波法，将超声波施加到毛细管劈刀上进行连接的方法；热超声波法同时使用加热和超声波的综合式方法。其中金丝热超声波法是最常采用的键合方法。3.3 核心工艺环节核心工艺环节光模块工艺与设备光模块工艺与设备图表图表2222：COBCOB封装中封装中wire bondingwire bonding实物图实物图图表图表2323：引线键合的种类及示意图：引线键合的种类及示意图来源：光电汇OESHOW，中泰证券研究所来源：面包板，中泰证券研究所19图表图表2424：双透镜耦合示意图：双透镜耦合示意图图表图表2525：自动耦合系统：自动

19、耦合系统来源：光电汇OESHOW，中泰证券研究所来源：光泰通信，中泰证券研究所 3、光学耦合、光学耦合耦合是光模块封装中工时最长、最容易产生不良品的步骤。对多模光模块来说，普遍采用面发射激光器VCSEL，经反射镜耦合进入多模光纤中，其光路简单、容差大、工艺相对简单。而单模光纤则复杂的多，由于单模光纤纤芯直径比多模光纤小，只有9 m，需要透镜进行聚焦耦合。3.3 核心工艺环节核心工艺环节光模块工艺与设备光模块工艺与设备20图表图表2626：激光焊接的应用：激光焊接的应用来源：联赢激光，中泰证券研究所 4、焊接装配焊接装配光路耦合结束后，光模块雏形就制作完成，下一步进行外壳装配，使之成为完整的光模

20、块。裸芯片与布线板实现微互联后，需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作。光模块中焊接工艺可采用热压焊接（hot bar）、激光焊接等工艺。激光焊接更适用于光通讯模块的制造激光焊接更适用于光通讯模块的制造。光模块本身集成度高，且大量使用FPC软板，因此激光焊接相较于传统的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更适用于光通讯模块的制造。3.3 核心工艺环节核心工艺环节光模块工艺与设备光模块工艺与设备21 5、老化、老化测试是光模块生产的最后步骤，主要分为性能测试和可靠性测试。可靠性测试项通常包括高低温带电老化老化

21、测试测试、高低温循环冲击测试、振动测试、多次插拔测试等。老化试验是对光模块和组件进行寿命预测切实可行的有效方法，通过高温箱体高温箱体对待测组件和模块进行加速老化，在不改变电子/光电子元器件失效机理的前提下，持续的高温环境可以加大器件内部的应力，结合理论模型和实验数据可以对器件寿命进行预测。6、自动化测试系统自动化测试系统测自动化测试系统自动化测试系统是指在尽量少的人工干预下，多种仪器仪表设备通过通讯总线方式（GPIB,USB,RS232等）与计算机自动进行产品编号管理、数据测量、数据分析、数据判别以及数据存储等，它集成了仪器技术、总线技术、计算机甚至数据库应用方面等技术。围绕待测器件ROSA端

22、端的灵敏度测试，应用BERT单端驱动一个标准的光模块，产生基准光信号,经WDM分波输入多通道衰减仪，衰减仪模拟链路损耗，将衰减后的信号送入待测模块的ROSA端，完成光电转换后，误码仪比对出不同链路损耗下的误码率，最终通过拟合方法快速获取模块灵敏度指标。对于TOSA端端光学指标测试，同样通过BERT单端驱动待测光模块，经WDM器件将多路信号送入眼图仪进行眼图测试。根据眼图仪的光口通道数，亦可选用光开关进行多路眼图的串行测试。3.3 核心工艺环节核心工艺环节光模块工艺与设备光模块工艺与设备22图表图表2727：光电共封装发展：光电共封装发展趋势趋势图表图表2828：CPOCPO光电共封装技术光电共

23、封装技术来源：艾邦半导体，中泰证券研究所来源：鲜枣课堂，中泰证券研究所3.4 数据中心光模块封装技术发展趋势数据中心光模块封装技术发展趋势 CPO工艺工艺定义：定义：光电共封装（Co-packaged Optics,CPO技术。它的目的是将光学通信组件（例如光模块）与电子芯片（例如应用特定集成电路，ASIC一个封装内，以实现高速光通信和高性能电子处理的紧密集成。光学通信通常通过光纤连接不同的设备，而光模块和电子芯片分别封装在不同的封装中。这种分离的方式会导致信号传输的延迟和功耗增加。光电共封装技术的出现解决了这个问题，通过将光学和电子部件集成在一个封装中，可以实现更短的信号传输路径和更高的性能

24、。光模块工艺与设备光模块工艺与设备23图表图表2929：光电共封装相关公司：光电共封装相关公司来源：博通官网，半导体行业观察，紫光集团，讯石光通讯网，中泰证券研究所 CPO工艺工艺优势：优势：1）低延迟：低延迟：由于光模块和电子芯片在同一个封装内，信号传输路径更短，可以实现更低的延迟。2）高宽带高宽带：光电共封装技术支持高速光通信，可以提供更高的传输带宽。许多超大型和云数据中心预计在未来几年将采用100G的服务器端口速度。这些更高的服务器速度可以由2芯或8芯并行光收发器来实现40G、100G、200G和400G通道速率。而包括800G在内的这些技术的不断研发与应用，同样扩大了CPO的应用面。3

25、）小尺寸小尺寸：相比传统的光模块和电子芯片分离封装的方式，光电共封装技术可以实现更紧凑的尺寸，有利于在高密度集成电路中的应用。4）低耗能低耗能：光电共封装技术可以减少信号传输的功耗，并提高整体系统的能效。5）可扩可扩展性展性：光电共封装技术可以与不同的芯片封装平台兼容，提供更大的灵活性和可扩展性。3.4 数据中心光模块封装技术发展趋势数据中心光模块封装技术发展趋势光模块工艺与设备光模块工艺与设备公司CPO技术当前现状及未来规划博通2022年研制出Tomahawk 4与交换ASIC芯片共同封装的光引擎，其能够提供800Gb/s的光带宽。2023年官网正式发布了51.2T的交换芯片BCM78900

26、 Series，基于Tomahawk5的51.2T Bailly CPO原型系统。2023年还将发布基于 25.6T Humboldt CPO的全功能Tomahawk 4。未来，CPO架构将实现从CPU和GPU到各种设备的直接连接，同时实现资源池和内存分解。但现在正朝着大规模CPO部署的演示前进。英特尔2020年3月，英特尔展示了12.8 Tb/s Barefoot Tofino 2交换机与1.6 Tb/s集成光子引擎共同封装的方案，硅光互连平台采用1.6 Tbps光子引擎，在Intel硅光平台上设计和制造，可提供4个400GBase-DR4接口。英特尔还表示，其51.2 Tb/s解决方案应该

27、可以在2023年底进行商业部署。思科思科正在和芯片制造商Inphi之间基于CPO的交换机/光学解决方案的合作，为下一代 51.2 Tb/s交换机和800 Gb/s可插拔设备开发联合封装光学器件(CPO)。思科指出，其Cisco 8111-32EH是一种传统的32端口2x400G 1RU路由器，思科CPO路由器配备了完整的协同封装的基于硅光子学的光学tiles，驱动64x400G FR4，也基于带CPO衬底的思科Silicon One G100 ASIC。紫光股份紫光股份旗下新华三集团在2023 NAVIGATE领航者峰会上重磅推全球首发51.2T 800G CPO硅光数据中心交换机（H3C S

28、9827系列）。该产品单芯片带宽高达51.2T，支持64个800G端口，并融合CPO硅光技术、液冷散热设计、智能无损等先进技术，全面实现智算网络高吞吐、低时延、绿色节能三大需求，以高品质网络联接助力AIGC时代极致算力释放。亨通光电公司曾在2021年推出3.2T CPO工作样机；由于技术迭代，目前尚在进一步研发过程中，还不具备量产化条件；目前暂没有第二代样机的概念。光迅科技光迅科技推出光电一体可插拔ELS光源模块产品，主要应用于下一代NPO/CPO光电互联应用领域。光迅科技领先发布的可插拔CPO ELS自研光源模块，其光电指标要求符合OIF-Co-Packaging-FD-01.0和CPO J

29、DF协议，可以支持3.2T CPO光引擎。24CONTENTS目录CCONTENTS专业领先深度专业领先深度诚信诚信中泰证券研究所中泰证券研究所4相关标的相关标的25图表图表3030：公司营收及利润：公司营收及利润图表图表3131：公司销售毛利率及净利率：公司销售毛利率及净利率来源：公司公告，中泰证券研究所来源：公司公告，中泰证券研究所 随着全球范围对于光模块需求增大，贴片机作为光模块生产核心环节，供不应求情况已然出现，但贴片机生产周期较长，国内能够自主研发公司屈指可数。布局光模块高精度贴片机：罗博特科参股贴片机技术全球领先生产商ficon TEC，持续稳固国内光模块高精度贴片机龙头地位。相关

30、标的相关标的26图表图表3232：公司营收及利润：公司营收及利润图表图表3333：公司销售毛利率及净利率：公司销售毛利率及净利率来源：公司公告，中泰证券研究所来源：公司公告，中泰证券研究所 全球共晶贴片设备市场主要由荷兰，美国等国家占据，国内长期只能依赖于进口，国内对于高端共晶贴片机替代需求强烈。博众精工全自动高精度共晶贴片机DB3000，精确瞄准高精度贴片机市场需求，以高精度、高产能和高柔性的自动化解决方案，助力光模块、光器件客户突破高端产品研发与制造瓶颈。相关标的相关标的27图表图表3434：公司营收及利润：公司营收及利润图表图表3535：公司销售毛利率及净利率：公司销售毛利率及净利率来源

31、：公司公告，中泰证券研究所来源：公司公告，中泰证券研究所能的国产化电子专用设备。公司目前主要产品为平板显示器件生产设备，可广泛应用于平板显示器件中显示模组的组装生产，并向半导体微组装设备等领域拓展。公司控股子公司微组半导体的晶圆高速贴片设备可以应用于部分光模块的部分器件组装工序，微组半导体开发的AMX系列微组装设备，获得了中国航天科技集团公司九院704所、中航光电科技股份有限公司、西安微电子技术研究所等客户认可；同时，微组半导体也积极拓展索尔思光电、西安澳威激光等客户。相关标的相关标的28 锡膏印刷机是SMT产线必备的自动化精密装备，但由于锡膏印刷机的运动控制模块复杂并承载多个功能，电子产线生产过程中六成以上的品质缺陷是由于锡膏印刷环节缺陷导致的。锡膏印刷设备；凯格精机以电子装联的关键设备全自动锡膏印刷机为主，辅以高速点胶机和FMS柔性自动化制造设备，并在LED封装设备领域持续突破。其中，核心产品GKG品牌锡膏印刷设备率先打破国外垄断，促进国产替代，连续两年实现全球销量与销售额双冠，全球市占率领先。相关标的相关标的图表图表3636：公司营收及利润：公司营收及利润图表图表3737：公司销售毛利率及净利率：公司销售毛利率及净利率来源：公司公告，中泰证券研究所来源：公司公告，中泰证券研究所