随着全球AI算力的不断增长，对高速光模块的需求也在急剧上升。

由于AI大模型应用的迅速普及，AI服务器集群的构建需求日益旺盛，这直接推动了800G高速光模块的强劲需求。

AI芯片的快速迭代与数量增加不仅显著提升了光模块的传输速度，还大大缩短了产品代际的更新周期。谷歌预测，到2024年，市场对1.6T光模块的需求将出现显著增长。

光模块产品的更新换代速度非常快，平均迭代周期大约为3-5年，2023年800G光模块已开始大规模交付。与从100G到400G的过渡相比，800G到1.6T的升级过程有望从三年缩短至两年以内。

此外，英伟达计划今年推出的下一代数据中心GPU芯片B100，预计将采用800G/1.6T的高速率模块。这一计划有望进一步推动高速光模块市场的快速发展。

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光模块速率迭代节奏：

光模块作为光通信网络中的核心构成，自1999年首次亮相以来，在短短20多年的时间里，其支持的传输速率从最初的低于10Gbps飙升至今日的800Gbps。

光模块的工作原理为，在发送端原始的电信号会先经过驱动芯片的处理，随后激活半导体激光器或发光二极管，从而产生并发射出调制后的光信号；而在接收端，光信号被接收后，会由光探测二极管将其转换回电信号，再经过前置放大器的处理，最终输出。

光模块的结构也相对复杂，主要由光发射器件（TOSA）、光接收器件（ROSA）、电芯片、PCB以及结构件等多个部分组成。

在这些组成部分中，光发射器件和光接收器件等光器件被视为光模块的核心部件，而光器件的核心元件则是光芯片，在光模块的工作过程中发挥着至关重要的作用。

以2022年中端光模块硬件成本结构作为参考，光器件在其中的占比大约达到了70%。而在光器件的成本构成中，发射及接收器件占据了最重要的位置。随着光模块向更高端发展，光器件的成本占比也随之增加。

光模块工作原理图：

资料来源：CSDN

光模块可根据其传输速率、传输距离以及封装方式等多种因素进行分类。

从封装形式的角度来看，光模块存在多种不同的封装类型，这些类型的设计旨在适应各种尺寸、功耗和速率的应用需求。用户可以根据自身的具体需求选择最合适的封装类型。

光模块可按照速率、距离等进行分类:

光模块产业链涵盖了上游的原材料与设备供应商、中游的光模块集成商，以及下游的云计算和通信设备厂商。

上游光芯片、电芯片、光器件以及光模块生产设备是构成光模块的基础要素。

其中，光芯片作为决定传输速率的核心，其性能直接影响着光模块的传输效率和质量。

电芯片则在信号处理和转换中发挥着关键作用。主要的电芯片包括DSP（数字信号处理器），它负责处理数字信号；LDD（激光驱动器），用于驱动激光器发射光信号；TIA（跨阻放大器），用于接收并放大光信号转换成的电信号；LA（限幅放大器），用于限制信号的幅度；以及CDR（钟与数据恢复芯片），负责从接收到的信号中恢复时钟和数据信息。

光器件则负责将光信号和电信号进行相互转换，以及实现光信号的调制和解调。而光模块生产设备则是保证光模块生产效率和质量的重要工具。

中游光模块集成商负责将上游的各种原材料和组件进行集成和封装，生产出符合市场需求的光模块产品。需要具备深厚的技术实力和丰富的生产经验，以确保产品的性能和可靠性。

下游光模块被广泛应用于数据中心和通信设备中。在数通领域，光模块是云计算厂商构建高速、大容量数据传输网络的重要组成部分。在通信领域，光模块则是通信设备厂商实现长距离、高速率通信的关键器件。随着云计算和通信技术的不断发展，下游市场对光模块的需求将持续增长。

随着新技术的不断演进和升级，光模块市场的格局也在随之发生变化。

从全球范围来看，光模块市场的竞争异常激烈，参与者众多，导致竞争格局相对分散。

在这个竞争激烈的市场中，国内厂商已经逐渐崭露头角，占据了重要的地位。

2022年，我国的中际旭创、华为、海信宽带、光迅科技、新易盛、华工正源以及索尔思光电等厂商已经成功跻身全球前十大光模块厂商之列。

此外，华工科技、剑桥科技、博创科技等厂商也在加速市场拓展。

国内厂商有望延续400G时代的全球竞争力。

全球前十大光模块厂商竞争格局：

资料来源：LightCounting

根据预测，2024年，800G高速光模块预计将进入大规模生产阶段。与此同时，光电共封装和硅光集成技术有望在速率、能耗和成本方面逐步超越传统光模块。

800G光模块国内部分厂商布局情况：

面对交换容量不断增加、端口密度持续增大以及功耗日益上升等挑战，LPO和共封装光学（CPO）技术也将成为行业内重要的创新方向。

随着算力需求的急剧增长，光模块技术的集成化程度不断提升，以满足更高的技术要求。在此背景下，共封装光学（CPO）技术有望成为下一代行业的主流路径。

CPO技术通过将光学器件和电子器件紧密集成在一个封装中，可以大幅提高数据传输速率和能效，同时降低制造成本和功耗，为数据中心和通信网络的发展提供有力支持。

在光通信领域，人工智能对高速率、大带宽网络的需求将极大地推动高速率光模块产品的出货以及新技术如共封装光学（CPO）、硅光等的应用。随着带宽升级的不断推进，高速率光模块产品的发展速度将进一步提升，此外，数据中心网络架构的升级也将显著带动光模块用量的增长。

在技术升级方面，传统的可插拔技术已难以满足高算力背景下的速率演进需求。而CPO架构通过共封装的形式，能够实现整机带宽密度的提升并降低功耗，为高速光通信提供了新的解决方案。

国内众多光模块头部厂商已加速布局CPO领域。

据市场研究机构LightCounting预测，到2027年，CPO技术在AI集群与高性能计算（HPC）领域的渗透率将提升至30%，显示出其在未来光通信领域的广阔应用前景。

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