光模块是光通信设备中重要的组成硬件、也是AI算力产业的重要一环。近期，光模块产业再迎“尖峰时刻”。
兴业证券研报指出，1.6T光模块需求有望持续上调。海外大客户近期上修2026年1.6T光模块采购计划，从1000万上修到1500万，再到近期的2000万只，主要系GB300与后续Rubin平台加速部署，AI训练与推理网络带宽需求快速增长，1.6T产品进入量产放量。
此前，在第二十六届中国国际光电博览会上，华工科技子公司华工正源重磅展出了突破3.2T光模块的核心技术产品——单波400G光引擎。
据公司专家介绍，此单波400G光引擎首次采用国产硅光芯片流片平台，成功填补了我国硅光产业链的关键空白。
图源：华工科技官网
光模块行业概览
光模块作为光通信系统的核心器件，在AI算力爆发和5G建设推进的背景下，成为信息基础设施的关键组成部分。
光模块（Optical Transceiver Module）是一种利用光信号实现高速数据传输的光电器件，其核心功能是完成电信号与光信号的相互转换。
它通过激光器将电信号转换为光信号，经光纤传输后，再由探测器将光信号还原为电信号，从而为通信设备提供稳定、高速的数据交互能力。
光模块主要由光芯片、电芯片、封装和散热系统构成，其中光芯片实现电-光/光-电转换，电芯片负责信号调制与驱动，封装工艺决定传输速率与功耗，散热系统确保高速运行下的稳定性。
图源：腾讯元宝官网
其技术迭代主要遵循速率提升与封装优化两大方向。速率上从10G、40G向400G、800G及1.6T演进，封装上从传统可插拔模块转向硅光集成与共封装光学。
这其中，速率的提升推动光模块技术快速迭代。
①100G光模块：这一代产品是数据中心大规模部署的基础，但其速率已难以满足当前AI计算对高带宽的需求。
②400G光模块：该产品已成为当前数据中心内部互联的成熟主力方案之一。
③800G光模块：得益于AI大模型的训练和推理，800G模块日益成为光模块主力型号。在技术方案上，800G主要依赖CW激光器加外部调制器（硅光调制器），这使得硅光技术凭借其集成度和功耗优势，成为800G阶段的主流路线。
④1.6T光模块：众所周知，1.6T是面向下一代AI算力集群的关键技术。受益于英伟达GB200/GB300等AI服务器平台规模化部署，单机柜需配备的1.6T光模块持续增加。
光模块产业链
光模块产业链主要分为上游、中游、以及下游。具体来看：
①上游：包括光芯片、电芯片、组件与材料；主要是提供核心元件，技术壁垒最高，决定模块性能。
核心代表企业包括源杰科技、光迅科技、华工科技、海信宽带、Marvell、博通、华为海思、天孚通信、光库科技、太辰光。
②中游：包括光模块制造、封装（CPO）与测试；主要是将上游元件集成为可用的光模块产品。
国内龙头企业包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、博创科技、联特科技等。
③下游：包括电信市场、数据通信市场；光模块的最终应用领域，直接驱动需求。
主要应用企业包括中国移动、中国联通、中国电信、华为等电信运营商，以及Google、Meta、阿里云等云计算数据中心。
这其中，光芯片、光器件、电芯片、CPO等细分领域处于产业链中的价值高地。
（1）光芯片
定义：光芯片是光模块实现光电转换的“心脏”，其性能直接决定了光通信系统的传输效率，也是整个产业链中技术壁垒和附加值最高的环节。
据悉，光芯片主要分为激光器芯片和探测器芯片。
激光器芯片：将电信号转换为光信号进行发射，常见类型包括VCSEL、FP、DFB和EML。
探测器芯片：将接收到的光信号转换为电信号，主要有PIN和APD两类。
其中，激光器芯片是光模块的核心光源，其速率和性能直接决定了光模块的档次。
①低速率激光器芯片(2.5G, 10G)：主要产品包括DFB、FP、VCSEL等系列。目前，10G以下速率光芯片国产化率已经达到80%。
国内多家企业可实现大规模供货，主要满足接入网、4G/5G前传等中低端市场需求。
其中，2.5G代表厂商包括武汉敏芯、中科光芯、光隆科技、光安伦、仕佳光子、源杰科技等；10G代表厂商包括云岭光电、中电13所、光迅科技、海信宽带、索尔思、三安光电等。
②高速率激光器芯片(25G及以上)：主要产品包括25G DFB、25G EML、50G EML等系列。但50G及以上速率的EML等高端芯片仍主要依赖进口，国产化率极低（约10%）。
国际市场由Lumentum（硅光+EML方案）、II-VI（垂直整合磷化铟芯片设计与封装）等国际龙头主导全球高端市场，是海外光模块厂商的主要供应商。
长光华芯（100G EML已实现量产、200G EML送样验证）、源杰科技（100G PAM4 EML已完成客户验证、200G PAM4 EML完成产品开发并推出）、光迅科技、仕佳光子（已在CW DFB激光器芯片和EML激光器芯片方面打破国外垄断）等国产厂商已部分实现弯道超车，客户主要为国内光模块厂商。
③硅光芯片(Silicon Photonics)：即基于硅基材料的光芯片。其利用成熟的CMOS工艺，在硅衬底上集成光器件和电芯片，具有高集成度、低功耗、高带宽的显著优势，是应对1.6T及以上速率需求的关键技术。
英特尔、思科等国际巨头早已布局；中际旭创在硅光技术领域布局领先，已量产1.6T硅光模块，并预计在2026年推出硅光+CPO的1.6T模块；新易盛已量产400G DR4硅光模块，并布局800G硅光技术；光迅科技是业内公认唯一覆盖“光芯片-器件-模块”全产业链的厂商，其硅光布局领先，800G硅光模块已量产。
（2）光器件：
定义：光器件是光通信系统中实现光信号发射、接收、处理与调控的基础核心组成部分。
工作原理：基于光电效应和电光效应。在发射端，有源器件通过激光器将电信号转换为光信号（电光转换）；在接收端，光检测器将光信号还原为电信号（光电转换）。
据了解，光器件的核心组件分别是TOSA（光发射组件）、ROSA（光接收组件）、BOSA（光收发一体组件）。由三大组件构成的光器件在光模块成本中占比高达37%，是光模块最重要的组成部分。
TOSA（光发射组件）：是光模块的发射心脏，负责将电信号转换为光信号，核心器件是激光二极管。其在光器件成本中占比最高，达到约48%。以激光器芯片为主体，主要包括半导体激光器（LD）、分布反馈（DFB）激光器和垂直腔面发射激光器（VCSEL）等。
目前，美国II-VI（高意）、朗美通Lumentum、日本三菱电机、住友电工等国际厂商在磷化铟基EEL和EML芯片等高端TOSA组件领域仍占据优势。
国内厂商方面：
①英思嘉半导体：公司于2025年9月重磅发布业界首款30公里级400G ER4-Lite TOSA（型号ISG-O5447），该产品集成了直流耦合EML驱动器，为数据中心互联提供了高性价比解决方案。
②ALOE Semiconductor：联合东隆科技推出了革命性的双偏振强度调制（DP-IMDD）技术，将TOSA的容量提升至400G DP-PAM4，传输距离扩展至10公里以上，功耗降低57%。
③天孚通信：公司凭借TO-CAN封装技术（气密性达10⁻⁸Pa·m³/s，良率99.3%）在800G/1.6T光引擎市场占据主导地位，为英伟达等头部企业供应关键组件。
④仕佳光子：公司的CW激光器在50℃下输出功率突破1000毫瓦，为硅光TOSA提供了高亮度光源。
ROSA（光接收组件）：负责将光信号转换回电信号，其性能直接影响接收灵敏度与系统误码率。其在光器件成本中占比约32%，以光电探测器为核心，主要是PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。
市场格局方面，日本住友、美国博通、安费诺等龙头在高速率、高灵敏度ROSA组件领域仍保持技术优势，特别是在100G以上应用场景。
与此同时，部分国产厂商也实现局部突破。
光库科技的AM系列高带宽模拟调制器实现了规模化生产，打破了国外企业在铌酸锂调制器领域的垄断，提升了ROSA在高灵敏度场景下的性能。
ALOE Semiconductor的硅光子ROSA集成了偏振解复用器和矢量化偏振态监测器，支持每通道200Gbps的速率，显著提升了接收效率。
云岭光电的收发集成光芯片专利采用叠层设计，在单一芯片上实现光发射和接收功能，减小了ROSA的体积，为光模块小型化提供了新路径。
BOSA（光收发一体组件）：BOSA是TOSA和ROSA的集成方案，主要用于低速率、低成本应用场景，如光纤到户（FTTH）等接入网市场。
其在光模块成本占比介于TOSA和ROSA之间。该组件同时集成激光器与探测器，通过内置滤光片实现发射与接收信号的分离。
不同于TOSA和ROSA，BOSA组件的总体国产化率较高。美国康宁、韩国Wooriro等企业在特定BOSA组件领域仍有市场份额。
兆驰股份在光接入网BOSA器件领域斩获行业头部客户长期订单，2025年预计出货量达1亿颗，市场份额提升至40%。其产品通过同轴耦合集成TOSA和ROSA，实现了高性价比的批量交付能力。
此外，公司将通过“芯片-器件-模块”垂直整合，将BOSA器件延伸至400G/800G高速模块研发，并计划布局磷化铟衬底技术，进一步提升组件性能。
（3）电芯片与关键材料
定义：电芯片是光模块中实现信号处理、驱动与调制的核心集成电路。占比光模块成本约22%。目前高端电芯片国产化程度较低，成为产业链主要瓶颈。
电芯片国产替代情况：
①激光器驱动芯片：光迅科技、昂纳科技等企业在25G及以下速率芯片已实现自产，但市占率有限。
②跨阻放大器(TIA)与限幅放大器：芯耘光电、裕太微电子等企业在10G及以下产品已具备量产能力，但高端产品仍处研发验证阶段。
③PAM4 DSP芯片：华为海思已有规模量产能力；橙科微计划2025年量产400G PAM4 DSP芯片。
实际上，高速电芯片市场主要由美国博通、Marvell（Inphi）、迈威尔等公司主导，尤其在56Gbaud以上高速驱动芯片及DSP领域，市占率占比极高。
关键材料国产化方面：
①光学玻璃与晶体：东旭光电、洛阳玻璃等企业在光学玻璃领域市场份额逐步扩大；福晶科技、云南锗业在光学晶体领域具有全球竞争力。
②磁光晶体：光隔离器核心材料法拉第旋光器主要由美国高意Coherent、日本GRANOPT垄断，全球份额超过90%；福晶科技、森一量子等国内企业正在加速突破。
③陶瓷插芯与套管：富乐华、三环集团等企业在陶瓷插芯领域已实现技术突破，但高端陶瓷套管毛坯仍需要进口。
光模块前沿技术
（1）CPO共封装光学
定义：CPO是一种将光引擎（光电转换）与计算/交换芯片（ASIC/GPU）通过2.5D&3D等先进封装技术集成在同一基板或封装体内的技术。
工作原理：CPO的核心在于“光电协同设计”。光引擎与交换芯片/计算芯片在封装内紧密互连。
电信号在芯片内部产生后，经由极短的内部通道（硅中介层上的微凸点）传输至光引擎，立即被转换为光信号并通过光纤传出。更重要的是，这个循环大幅减少了电信号在PCB长距离传输中的衰减和失真。
核心作用：CPO技术重塑了光模块的形态和价值。传统的可插拔光模块被“光引擎”所替代，其核心作用不再是独立的、可插拔的部件，而是成为主芯片封装内部的一个关键功能单元。其系统性优势包括：
①降低功耗：缩短电互连路径，大幅降低信号驱动功耗和DSP需求。在1.6Tbps速率下，CPO的每比特能耗可降至1.5pJ/bit以下，相比传统可插拔模块节能30%-50%。
②提升带宽密度与降低延迟：支持单通道1.6Tbps及以上速率，单机架交换容量可突破100Tbps，信号传输延迟降低至纳秒级，完美适配AI训练集群等高带宽、低延迟场景。
③实现小型化与高集成度：CPO模块体积大幅缩小，提升了数据中心的空间利用率，支持每平方厘米超过1000个通道的带宽密度。
根据LightCounting的预测，预计到2027年CPO端口将占总800G和1.6T端口的近30%。
目前，海外科技巨头在CPO技术研发和产业化方面处于领先地位，并形成了不同的发展模式。
英伟达 (NVIDIA)：公司在其最新的AI算力系统中积极采用CPO技术，发布了Quantum-X与Spectrum-X硅光交换机。该CPO方案主要为AI训练集群提供极高带宽和极低延迟的互连，光引擎功耗可降低30%。
英特尔 (Intel)：凭借IDM模式，公司可提供从硅光芯片、激光器到先进封装的全栈解决方案，专注于光学计算互连（OCI）芯粒技术，旨在实现CPU/GPU与光引擎的高效共封装。
美满电子 (Marvell)：公司采用Fabless模式，专注于定制化XPU架构与3D硅光引擎的集成，技术可实现带宽提升2倍。
值得关注的是，中国CPO产业链已初具雏形，多家企业在技术研发和产业化方面取得了积极进展。
中际旭创：全球光模块龙头，在CPO和硅光技术方面有深厚积累。已推出1.6T CPO引擎，采用3D异构封装技术。公司在硅光技术方面处于领先地位，1.6T硅光模块已实现量产。下游深度绑定英伟达、谷歌等国际巨头，是多家头部云厂商的核心供应商。
新易盛：全球唯二能量产1.6T光模块的企业之一。掌握CPO晶圆级封装技术，其硅光方案成本具有竞争力。公司已向英伟达交付适配GB300服务器的CPO样品。除此之外，公司还与博通在光通信领域有深度合作，是博通核心光引擎与FAU单元供应商。
天孚通信：公司定位为CPO平台型光引擎供应商，提供CPO光器件一站式解决方案。其光引擎、硅光耦合等技术领先，是英伟达光引擎的核心供应商。
（2）硅光技术
定义：硅光技术（Silicon Photonics）是一种基于硅和硅基衬底材料（SiGe/Si、SOI），利用成熟的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。
图源：湖北工信公众号
其核心理念是在硅基芯片上集成光子器件与电子器件，用激光束代替电子信号传输数据，从而突破传统电子互连在带宽、功耗和延迟方面的瓶颈。
工作原理：利用硅的高折射率（约3.5）特性，在硅芯片上制造纳米级的光波导，用以约束和引导光信号。
值得注意的是，由于硅是间接带隙半导体，自身发光效率极低，因此光源通常需要通过异质集成技术（晶圆键合）将III-V族系列材料（磷化铟）制成的激光器集成于硅光芯片。
核心作用：在光模块中，硅光芯片扮演着“光电转换中枢”的角色。与传统采用分立器件的光模块相比，硅光技术能将多个光学元件高密度地集成在一片微小的硅芯片上，形成光电子集成电路（PIC）。
其系统性优势包括：它极大地减小了光模块的尺寸和重量，提升了传输带宽，同时显著降低了功耗和传输延迟。
特别是在数据速率向400G、800G及1.6T演进的过程中，硅光模块在成本、集成度和功耗方面的优势愈发明显，成为推动高速光模块发展的关键技术。
根据Yole Group的预测数据，硅光技术市场规模将从2024年的2.78亿美元激增至2030年的27亿美元，期间复合年增长率（CAGR）预计高达46%。
其核心增长驱动力来自于数据中心，特别是AI和机器学习应用对更高带宽和更低功耗互联解决方案的迫切需求。
市场格局方面，欧美企业引领技术更迭方向，中国厂商实现局部突破。
英特尔（Intel）：作为硅光技术的先驱和主要推动者，英特尔已实现从芯片设计、制造到封装的垂直整合（IDM）。
其技术进展包括：早期推出100G硅光模块并应用于数据中心；在400G DR4模块中采用异质集成技术整合III-V族激光器；并积极向更高速率的1.6T及共封装光学（CPO）领域演进。
思科（Cisco）：通过收购Luxtera和Acacia等硅光技术公司，思科迅速增强了自身实力，整合了从硅光芯片到光模块系统的完整能力。其技术进展包括推出集成了16个100G通道的1.6T光引擎，并与交换机ASIC进行紧密封装（CPO），显著降低了互连延迟和功耗。
格芯（GlobalFoundries）：作为纯晶圆代工厂，格芯是唯一一家提供300mm单片硅光子解决方案的厂商。其推出的新一代硅光子平台“GF Fotonix”，将光子系统、RF组件和高性能CMOS逻辑集成在单个芯片上，推动了硅光技术的标准化和规模化生产。
中际旭创：公司在400G、800G等高速光模块产品中均有硅光方案布局，其1.6T硅光模块已通过英伟达认证，预计2025年能实现批量化出货。
台积电（TSMC）：台积电也与行业巨头合作研发硅光子集成项目，采用其COUPE（紧凑型通用光子引擎）异构集成封装技术，旨在将光学引擎与计算控制单元更紧密地集成，以提升能效和带宽。
光迅科技：2025年10月22日，光迅科技正式宣布，其1.6T硅光模块已具备批量交付能力。该产品通过采用3nm制程DSP芯片与硅光技术融合，相较5nm方案实现模块功耗大幅下降，有效破解AI智算中心高密度部署的散热瓶颈。
上海微技术工业研究院（SITRI）：已建成国内首条8英寸硅光中试线，良率据称可达95%，并推出相关设计工具。
国家信息光电子创新中心&鹏城实验室：完成了1.6Tb/s硅基光收发芯片的联合研制和功能验证，以及2Tb/s硅光互连芯粒的研制验证，在国内首次验证了3D硅基光电芯粒架构。
随着AI大模型训练和推理应用加速，数据中心对高带宽数据传输的需求呈现指数级增长，算力需求激增。光模块作为算力环节里国产化程度高、技术储备前沿的核心产品，在算力持续升级及需求大幅增长等因素的驱动下，有望迎来快速增长。
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