2025第46期 总第88期
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1. AI万卡集群将网络时延与带宽提升至关键地位，800G光模块规模上量，1.6T成为竞争焦点，CPO/LPO等新技术致力将通信功耗占比降至极低水平。
2. 我国光通信产业链呈现“中游领先、上游追赶”格局，中国企业在光模块环节全球份额领先，但25G+高速光/电芯片国产化率仍有较大提升空间。
3. 需求结构正从电信主导转向以AI智算中心为核心，同时向50G PON、空芯光纤及“空天地海”一体化网络拓展，打开全新增长空间。
在AI算力需求呈指数级增长的今天，光通信技术已从传统的信息传输通道升级为智算集群的核心性能决定因素。大模型训练对算力的需求从GPT-4到ChatGPT-6提升了1444至1936倍，GPU数量从数万张增至百万张规模，这对高速光通信网络提出了前所未有的带宽、时延与可靠性要求。光通信系统通过将电信号转换为光信号，在光纤中实现近乎光速的数据传输，其低损耗、高带宽和抗干扰特性，使其成为应对AI计算“内存墙”和“功耗墙”挑战的关键技术。
当前AI智算中心主要采用两种集群组网方式：单点大集群与分布式集群。单点集群基于Spine-leaf网络架构形成全互联拓扑，依赖400G、800G及1.6T高速光模块实现低延迟通信；而分布式集群则通过跨物理机房的协同训练，解决算力碎片化与电力供应瓶颈问题，对长距离光传输技术提出更高要求。尤其值得注意的是，随着国产GPU与国际先进水平仍存差距，通过光通信网络将多个物理机房连逻辑上的统一集群，成为提升整体算效的有效路径，这使得光通信技术从“配套支持”角色升级为“核心赋能”地位。
光通信产业链分为上游芯片/组件、中游光模块/设备、下游应用场景三大环节。上游技术壁垒最高，决定系统性能上限；中游集成制造承担全球近50%的产能；下游则以智算中心、5G网络、工业互联网为核心应用领域。这一链条的协同效率直接关系到AI算力成本的降低与普及速度，成为各国科技竞争的焦点。
光通信技术的代际更迭速度近年来显著加速。根据Cignal AI统计，400GbE+光模块发货量年均增长率从历史水平的84%跃升至350%，800G光模块从2023年的100万只增长至2024年的900万只以上，AI需求也将快速催熟1.6T光模块的商用，预计在2028年接近甚至超过400G和800G的数量总和。这种加速迭代背后是AI大模型训练对通信带宽的极致追求：当GPU算力每两年提升10倍时，互联带宽必须同步跟进，否则整个系统效率将受限于通信延迟。
可插拔光模块仍是当前市场主流，其优势在于标准化、易维护和成熟的产业链。400G/800G模块采用PAM4调制技术和DSP芯片，通过多通道并行实现高速传输。但随着速率提升至1.6T及以上，可插拔架构在功耗、密度和成本方面面临挑战。为此，行业提出三种创新路径：CPO（共封装光学） 将光引擎与交换机芯片共同封装，使互连密度提升10倍以上，功耗降低40%；LPO（线性驱动可插拔光模块）去除DSP芯片，简化信号处理流程，在短距离场景下实现低功耗与低成本平衡；硅光技术则通过半导体工艺制造光学元件，实现更高集成度与规模化生产潜力。
特别值得关注的是，光交换技术正在重构数据中心网络架构。谷歌基于光路交换技术构建的Jupiter数据中心网络，英伟达将OCS引入Spine、Leaf与AI服务器间，突破电交换在功耗和时延方面的瓶颈。这种“光进电退”趋势不仅发生在机房间互联，也正向设备内部延伸，形成端到端的光化解决方案。
下表展示了光通信技术代际演进与AI算力需求的对应关系：
技术参数 |
400G时代 |
800G时代 |
1.6T时代 |
应用场景 |
5G回传、数据中心汇聚 |
AI训练集群、云计算中心 |
万亿参数大模型、跨数据中心互联 |
核心技术 |
4×100G PAM4调制 |
8×100G/4×200G架构 |
单波400G、CPO封装 |
功耗目标 |
≤15W |
≤20W |
≤25W（CPO可降至18W） |
图表1：光通信技术代际演进与AI算力需求对应关系（资料来源：根据公开资料整理）
光通信产业从核心元器件到终端应用，分为上游、中游、下游三个核心环节，上游负责造核心零件，中游负责组建成品设备，下游负责送到用户手中，三者共同构成了从光信号产生到数据传输再到场景应用的完整链路。
图表2：光通信产业链（资料来源：根据公开资料整理）
光通信产业链上游主要是光芯片与电芯片，占总成本60%以上，是技术壁垒最高的环节。光芯片分为有源光芯片（激光器芯片、探测器芯片）和无源光芯片（波分复用芯片、光分路器芯片），我国在2.5G/10G等低速光芯片已实现国产化，但25G及以上高速芯片仍依赖进口。电芯片方面，DSP芯片、激光驱动器、跨阻放大器等关键组件由海外厂商主导。目前，这一格局正在发生变化，源杰科技已实现100G光芯片量产，长光华芯在VCSEL激光器芯片领域形成特色优势；在电芯片领域，国内企业通过协同设计逐步切入中高速市场。2025年，政策支持与企业研发投入双轮驱动下，高速芯片国产化率有望提升至30%，但全环节自主可控仍需3-5年周期。
产业链中游的光模块与光纤光缆环节，我国已实现全球引领。中国光模块企业占据全球近40%市场份额，800G产品出货量世界领先。新易盛2025年上半年点对点光模块销量695万只，同比增长112.54%；中际旭创在CPO、LPO等技术领域布局超前，上半年净利润增长69%。光纤光缆领域，长飞、亨通、中天科技等企业全球市场份额约40%，海底光缆技术达到国际先进水平。
这种“中游强、上游追”的产业结构既带来成本优势，也存在供应链风险。随着国际技术竞争加剧，产业链协同创新成为破局关键。桂林光电子产业集群通过产学研用一体化发展，培育光隆科技、东衡光通讯等企业，形成从芯片到设备较完整产业链；武汉“中国光谷”集聚上千家光通信企业，通过链式协同提升产业韧性。
光通信技术创新呈现多路径并行态势。在材料领域，薄膜铌酸锂调制器凭借高带宽、低驱动电压优势，成为1.6T以上传输距离的关键解决方案；空芯光纤通过改变光传输介质，理论上可将延迟降低30%，为高频交易、自动驾驶等低时延场景提供潜力。这些材料创新从物理层面突破传统光纤损耗极限，为下一代光通信奠定基础。
封装技术的革新则直接推动产品形态变革。CPO将光引擎与计算芯片距离缩短至毫米级，使信号传输路径极大缩短，功耗显著降低。爱德泰推出的CPO混纤模块集成多个核心组件，推动光互联向高集成化、小型化方向发展。LPO方案则通过简化信号处理链，在保持可插拔优势的同时实现低功耗，特别适用于超大规模数据中心与边缘计算场景。
在系统层面，光通信正与AI、量子信息技术深度融合。烽火通信引入AI技术进行智能降耗，实现网络能效优化；50G PON产品为运营商提供平滑升级路径，支撑万兆光网商用。量子通信与光通信的融合则有望解决信息安全传输根本问题，构建下一代安全通信基础设施。
光通信产业发展呈现两大趋势：一是需求结构根本性转变，从以电信网络为主导转向AI智算中心为核心驱动力。2025年AI数据中心对光通信设备的采购占比超过40%，且这一比例持续提升。二是竞争逻辑从单点技术突破转向生态协同，企业需融入产业链创新体系，通过协同研发降低创新成本。
未来3-5年，光通信技术将沿“更高速率、更低功耗、更高集成”方向演进，光通信应用场景从地面网络向“空天地海”一体化扩展。烽火通信展示的全场景海洋通信解决方案，通过EPCF全周期服务引领海洋网络智能化升级；星间激光通信产品研制加速推进，构建空间信息走廊。
对于投资者而言，光通信产业链不同环节蕴含差异化机会。上游芯片领域关注国产替代突破，中游光模块聚焦技术迭代与产能优势，下游设备则看重系统集成与场景落地能力。随着6G研究启动、量子通信实用化推进，光通信产业有望持续享受技术红利，维持高景气度发展。
光通信作为AI算力时代“隐形的主动脉”，正经历从技术到市场的全面升级。其发展轨迹清晰表明，上游芯片自主可控是产业安全根基，中游制造优势是国际竞争底气，下游应用创新是持续增长引擎。面对AI算力需求每半年翻一番的挑战，光通信产业需加快技术迭代与生态构建，夯实我国数字经济的连接基石。
文字：元毅团队合作撰写
编辑：恽馥溢
审核：徐 澄
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