光模块
儒烏風亭いおり

首先,要相信光

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一、行业定位

光模块是 AI 数据中心的”神经突触”——负责将交换芯片的电信号转换为光信号,在服务器/机架之间高速传输数据。没有光模块,GPU 集群就是一堆孤岛。

AI 算力爆发 → 数据中心规模扩张 → 光互连需求指数级增长。这条链的核心驱动力就是算力军备竞赛。

1.1 “通信墙”:为什么光互连是超级周期

过去三年,AI 算力增长了约 300 倍,但光连接的总带宽仅增长了约 30 倍。瓶颈已经从”算力不够”转移到了”连不起来”。光互连不再是配件,而是决定 AI 系统能否成为”超级大脑”的关键——如果说 GPU 是脑灰质(计算),那光互连就是脑白质(传输)。

1.2 三种互连场景

场景 含义 现状与趋势
Scale Up(垂直扩展) GPU 芯片之间互连,形成共享算力的 SuperPod 增量最大。铜缆(如英伟达 NVL72)逼近物理极限,”光进铜退”确定性最强
Scale Out(水平扩展) GPU 大脑之间互连,形成大规模 cluster 沿用成熟可插拔方案,需求稳定增长
Scale Across(跨中心扩展) 跨数据中心连接(如 Meta 曼哈顿规模园区) 量级相对有限

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单通道速率迈向 200G/400G 时,铜缆的成本和物理限制使得”光进铜退”成为确定性的经济选择。核心变量已从算力竞争转向**”把芯片连成一个系统的能力”**竞争。

二、技术路线

光模块/光互连领域存在多种技术方案,本质区别在于光引擎与交换芯片的距离:

方案 全称 距离 核心特点
可插拔 Pluggable Optics 最远 外挂式,灵活易维护,供应链最开放,但电信号传输距离长、功耗偏大
LPO Linear Pluggable Optics 较远 可插拔的”低功耗版”,移除 DSP 降功耗,保留易维护性,更适合 AI 集群
NPO Near-Package Optics 厘米级 比可插拔离芯片更近,性能与可维护性平衡最佳,当前量产主流
XPO eXtended Pluggable Optics 分米级 超高密度可插拔,兼容现有机架设计,解决 12.8T 超高带宽封装问题,向半导体化演进
CPO Co-Packaged Optics 毫米级 光引擎封装在 ASIC 内部,功耗最低、带宽密度最高,但散热集中、难以维修(换板 $40,000+)

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大厂策略: “成年人不做选择题”——谷歌、Meta、AWS 等在不同场景下组合使用多种方案,同时推动开放标准(XPO MSA、LPO MSA、Open CPX MSA)对抗垂直整合带来的供应商锁定。

市场节奏: 可插拔/LPO 是存量 → NPO 是当下主流 → XPO 是过渡桥梁(2026 OFC 大会 45 家厂商共建 MSA 联盟) → CPO 是终极形态(预计 2027-2029 年随 51.2T/102.4T 需求成为必须)

底层共识: 无论封装形态如何,底层趋势都是朝向晶圆级、CMOS 兼容的光电集成方向发展(即”半导体化的光互连”)。关键技术点包括硅光、薄膜铌酸锂、相干 DSP。

三、大厂动向

3.1 英伟达:从开放采购到深度绑定

向 Lumentum 和 Coherent 投资共计 40 亿美金并签署战略合作。市场解读为英伟达在 CPO 时代从”开放采购”转向”深度绑定”光器件龙头。

但互联网大厂(谷歌、Meta、AWS)同时自研芯片,不愿被单一供应商锁死,因此开放标准仍在大力推进——这是 XPO MSA 等联盟存在的核心逻辑。

3.2 谷歌:OCS 光交换架构

  • 技术:OCS(Optical Circuit Switch)光交换机,改变的不是”每条链路跑多快”,而是”数据怎么走”
  • 应用:2025 年 4 月发布的 Ironwood(TPU v7),使用 9,216 颗 TPU + OCS 组建
  • 优势:减少电交换带来的时延、功耗与成本
  • 投资:Alphabet 旗下 CapitalG 领投相干 DSP 初创 Celero Communications 1 亿美元 B 轮,用于弥补 OCS 架构中的信号损耗
  • 市场意义:谷歌在 OCS 领域领先约 10 年,其他互联网公司尚处早期——产业新机会

四、产业链全景

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│ 下 游(买方) │
│ 云厂商:Google / Microsoft / Amazon / Meta / 字节 │
│ 设备商:Arista / Cisco / 华为 │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
│ 采购光模块
┌─────────────────────────▼───────────────────────────────────────┐
│ 中 游(模块封装) │
│ 中际旭创 / 新易盛 / 光迅科技 / 华工正源 / 海信宽带 │
│ Coherent / Lumentum / Source Photonics │
└──────────┬──────────────────────────────────┬───────────────────┘
│ 采购光芯片/光器件 │ 采购电芯片/DSP
┌──────────▼──────────────┐ ┌─────────────▼───────────────────┐
│ 上游(光芯片/光器件) │ │ 上游(电芯片/DSP) │
│ 激光器:武汉敏芯/源杰 │ │ Broadcom / Marvell / TI │
│ 光器件:天孚通信/太辰光 │ │ │
│ 光纤:长飞光纤/康宁 │ │ │
└──────────────────────────┘ └──────────────────────────────────┘

4.1 上游:光芯片 & 光器件

核心壁垒所在。高端光芯片(如 EML 激光器、硅光芯片)长期被美日垄断,国产替代正在推进。

环节 代表公司 备注
激光器芯片 武汉敏芯、源杰科技 国产先锋,但高端仍依赖进口
探测器芯片 长光华芯
硅光平台 星钥光子(2026 量产) 国内首个专业硅光 Foundry
无源光器件 天孚通信、太辰光、光迅科技 连接器、透镜、隔离器等
光纤光缆 长飞光纤、康宁(Corning)

4.2 上游:电芯片 / DSP

光模块里不只有”光”,还需要 DSP(数字信号处理芯片)做信号调制/解调。这块被几家美国公司垄断:

公司 角色
Broadcom(博通) DSP 芯片霸主,份额最大
Marvell(迈威尔) DSP + 定制芯片,AI 光互连核心玩家
TI(德州仪器) 模拟芯片/驱动

4.3 中游:光模块封装

把光芯片、电芯片、光器件组装成完整模块。中国厂商在这一环节已经占据全球主导地位——2024 年全球前十大光模块供应商中,中国厂商独占七席。

公司 市场 特点
中际旭创 A 股 全球份额第一,核心客户 Google/Microsoft/Amazon
新易盛 A 股 增速极快,800G/1.6T 布局激进
光迅科技 A 股 垂直整合(自产光芯片),即 Accelink
华工正源 A 股 华工科技子公司,收购了 Source Photonics
Coherent 美股 光器件 + 模块全覆盖,激光器龙头
Lumentum 美股 光器件龙头,Z 佬代号 LITE

4.4 下游:云厂商 & 设备商

光模块的终端买家就是建数据中心的巨头们。它们的**资本开支(CapEx)**直接决定了整条链的景气度。

类型 代表
云厂商 Google、Microsoft、Amazon、Meta、字节跳动
网络设备商 Arista、Cisco、华为

五、XPO MSA 联盟成员

2026 年 OFC 大会上,Arista 牵头成立 XPO MSA(多源协议)联盟,以下为模块合作伙伴:

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公司 产业链位置 上市情况
Accelink(光迅科技) 光器件 + 模块 A 股
Adtran 光网络设备 美股 ADTN
Amphenol 连接器/线缆 美股 APH
Aperion Technologies 光通信初创 未上市
AttoTude 初创 未上市
Ciena 光网络设备 美股 CIEN
Coherent 光器件 + 模块 美股 COHR
eoptolink(易飞扬) 光模块 A 股
FIT(鸿腾精密) 连接器 港股
Genuine Optics 光学元件 未上市
Ligent(光联通讯) 光模块 未上市
Lightmatter 光计算芯片 未上市(明星初创)
Linktel Technologies 光模块 未上市
Lumentum 光器件龙头 美股 LITE
Lyntera 初创 未上市
Marvell DSP/定制芯片 美股 MRVL
Molex 连接器 未上市(Koch 旗下)
O-Net Technologies(昂纳科技) 光器件 港股
Source Photonics 光模块 被华工科技收购
TeraHop 旭创子公司,XPO MSA 创始成员 未上市(中际旭创旗下)

六、高盛产业链投资全图

以下按”IC 设计制造 → 材料 → 光组件 → 封装测试”四层拆解,覆盖美股、A 股、港股、台股、日股。

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6.1 IC 设计与制造

子环节 美股 中国/亚洲
ASIC 与 xPU 设计 NVDA、MRVL、AVGO、INTC、AMD、CSCO 联发科(2454.TW)
光子集成电路设计 NVDA、MRVL、AVGO、LITE、COHR 中际旭创(300308)、新易盛(300502)、光迅科技(002281)
电子集成电路 NVDA、MRVL、AVGO、LITE、COHR、MTSI 中际旭创、光迅科技、优讯股份(688807)
晶圆代工 TSM、TSEM(Tower 半导体)、GFS、UMC —

6.2 材料

环节 公司
磷化铟(InP)衬底 AXTI(美)、云南锗业(002428)、JX 金属(5016.T)、住友电气工业(5802.T)
磷化铟外延片 IQE(英)、全新光电(2455.TW)、英特磊(4971.TW)、联亚光电(3081.TW)、住友电气工业
砷化镓(GaAs)基板 AXTI、云南锗业、住友电气工业
铜箔 三井金属(5706.T)、古河电气工业(5801.T)

6.3 光组件(核心价值环节)

环节 代表公司
激光器/光源(硅光) LITE、COHR、AVGO、AAOI、源杰科技(688498)、永鼎股份(600105)、长芯华芯(688048)、仕佳光子(688313)、住友电气工业、古河电气工业、三菱电机(6503.T)
激光器/光源(EML) LITE、COHR、AVGO、源杰科技、天孚通信(300394)、光库科技(300620)、永鼎股份、长芯华芯、东山精密(002384)、上铨(3363.TW)、住友电气工业、光迅科技、古河电气工业、三菱电机
光模块组装与集成 COHR、LITE、CSCO、MRVL、FN(Fabrinet)、中际旭创(300308)、新易盛(300502)、光迅科技(002281)、华工正源(000988)、东山精密(002384)、天孚通信(300394)、NOK(诺基亚)、剑桥科技(603083)
光纤阵列单元(FAU) 天孚通信、光库科技、炬光科技(688167)、杰普特(688025)、住友电气工业、上铨、藤仓(5803.T)
MPO 连接器 GLW(康宁)、APH(安费诺)、光库科技、天孚通信、太辰光(300570)、波若威(3163.TW)、住友电气工业
耦合器/分路器 LITE、COHR、光库科技、上铨
滤波片 LITE、COHR、VIAV(Viavi)、仕佳光子(688313)、藤仓、波若威
VSFF 连接器 LITE、APH、光库科技、住友电气工业、上铨、光迅科技、天孚通信
波分复用器(WDM) LITE、CIEN(Ciena)、亨通光电(600487)、藤仓、普睿司曼(PRY)、天孚通信
光缆 GLW(康宁)、长飞光纤(06869.HK)、亨通光电(600487)、住友电气工业、藤仓、古河电气工业
衰减器 LITE、光迅科技、上铨
MT 插芯 三环集团(300408)、太辰光(300570)、住友电气工业、古河电气工业

6.4 封装与测试

环节 公司
测试设备 TER(泰瑞达)、KEYS(是德科技)、FORM(FormFactor)、Tokyo Electron(8035.T)
封装与测试服务 ASX(日月光)、FN(Fabrinet)、AMKR(Amkor)、长电科技(600584)
封装设备 KLIC(库力索法)、ASMPT(00522.HK)、罗博特科(300757)、凯格精机(301338)

七、频繁出现的”多面手”公司

以下公司横跨多个环节,是产业链中的枢纽节点:

公司 Ticker 覆盖环节 备注
Lumentum LITE 激光器 + 光器件 + 滤波片 + 耦合器 + 衰减器 + WDM + 连接器 出现频次最高,光器件全能选手
Coherent COHR 激光器 + 光器件 + 模块封装 + 耦合器 + 滤波片 激光器龙头,纵向整合度极高
Marvell MRVL IC 设计 + DSP + 模块集成 电芯片侧核心,定制 ASIC 能力
天孚通信 300394 FAU + MPO + VSFF + WDM + EML 器件 A 股光器件平台型公司
光库科技 300620 EML + FAU + MPO + 耦合器 + VSFF A 股精密光器件
光迅科技 002281 IC 设计 + 激光器 + 模块 + VSFF + 衰减器 国内唯一垂直整合(芯片到模块)
中际旭创 300308 IC 设计 + 模块封装 全球份额第一
住友电气工业 5802.T 材料 + 激光器 + FAU + MPO + VSFF + 光缆 + MT 插芯 日本全产业链巨头
Fabrinet FN 模块代工 + 封装测试 光模块界的”台积电”,代工龙头