通信行业光模块市场前景及投资研究报告：AI算力时代光模块新技术演进路径

◆

核心观点◆

从光模块产品演进方向映射技术前瞻布局。随着数据流量爆发与下游应用的丰富，驱动光模块产品向着更小型化、更高速率、更低成本的方向演进；同时，光模块已发展至800G以及后续1.6T等速率的升级，带动光模块相关技术路线的前瞻研发与迭代升级。◆

CPO方案：AI算力下高效能比方案。CPO方案将引擎和交换芯片共同封装，缩短了光引擎和交换芯片间的距离，主要应用于超大型云服务商数通短距场景，将有效解决高速率高密度互联传输。◆

薄膜铌酸锂方案：技术突破，尺寸与集成度问题得以改善带来新发展。铌酸锂材料研究历史较早，具备优异性能；随着薄膜铌酸锂新技术突破，大幅改善尺寸及价格问题，随着相干技术下沉为相干光调制器带来重要发展机遇。◆

硅光方案：具有集成度高、成本下降潜力大、波导传输性能优异三大优势。硅光模块在高速率传输网中优势明显，需求增速将高于传统光模块；硅光模块有望在2025年高速光模块市场中占据60%以上份额。◆

LPO方案：成本优势突出，满足AI计算中心短距离、大宽带、低延时要求。相较DSP方案，LPO可大幅度减少系统功耗和时延，适用于短距传输；而其系统误码率和传输距离较短的问题，因为在AI计算中心短距离应用场景下较为适配，得以弥补。◆

我们认为，光模块作为AI算力环节中国产化程度高，技术储备前沿核心产品，受AI大模型发展驱动算力持续升级需求将带来快速增长，建议关注前瞻布局CPO/LPO等新技术主要玩家以及产品批量及出货情况。◆

相关标的：中际旭创、天孚通信、新易盛、博创科技、剑桥科技、华工科技、光迅科技、光库科技、联特科技、源杰科技、仕佳光子◆

风险提示：高算力发展不及预期、宏观经济波动风险、全球贸易波动风险、行业竞争风险。2技术演进方向：更小型化、更高速率、更低成本从光模块产品演进方向映射技术前瞻布局

光模块产品升级迭代路线：小型化、高速率、低功耗不断升级。数据中心侧：随着数据流量爆发与下游应用的丰富，带动高速光模块速率的持续升级，当前全球主要玩家800G进入导入验证及批量出货进程，1.6T产品不断前瞻研发中。电信侧：随着“双千兆”网络建设持续推进，不断推动国内外10G

PON光模块持续升级。此外，海外光纤到户渗透率较低，随着新一轮升级改造，海外PON模块有望加速发展。

产品向高速率升级，驱动多种技术路线变革。⚫

随着人工智能、物/车联网、工业互联网、AR/VR等新技术的逐步应用与产业化带来数据流量的快速增长，数据中心进一步向大型化、集中化转变，将带动高速率及中长距离光模块的快速发展。目前全球主要的云厂商已在数据中心内部批量部署200/400G光模块，随着AIGC发展趋势明朗，高算力需求催化更高速率的800G/1.6T光模块需求。⚫

由于光模块速率升级过程中会带来功率损耗、信号失真等问题，以及速率提升中对光芯片性能提出了更高要求，进而导致整体成本提升，驱动更高速率光模块的多种技术演进。图表1：光模块发展趋势图表2：光模块封装形式发展资料：

RF技术社区、长城证券产业金融研究院资料：RF技术社区、长城证券产业金融研究院4CPO：AI算力下高效能比方案大模型时代催生高算力需求

大模型时代带来高算力需求，降低功耗将为超算厂商带来竞争优势。据OpenAI测算，自2012年以来，全球头部AI模型训练算力需求3-4个月翻一番，每年头部训练模型所需算力增长幅度高达10倍。高算力需求会带来功耗上的提高，超算厂商的成本也会随之上升。因此，在算力需求快速提升的背景下降低功耗将为超算厂商带来竞争优势。图表3：大模型时代算力需求资

料：《COMPUTE

TRENDS

ACROSS

ERAS

OF

MACHINE

LEARNING》

、

长

城证券产业金融研究院6CPO技术：光电一体封装，大幅降低功耗

CPO技术具有低功耗、高性能、高质量、高传输的优势随着5G时代高带宽的计算、传输、存储的要求，以及硅光技术的成熟，板上和板间也进入了光互联时代，通道数也大幅增加，封装上要求将光芯片与ASIC控制芯片封装在一起，以提高互联密度，提出了光电共封装（CPO）的相关概念。CPO是指把光引擎和交换芯片共同封装在一起的光电共封装，这种方式能够使得电信号在引擎和芯片之间更快的传输，缩短了光引擎和交换芯片间的距离，有效减少尺寸，降低功耗，提高效率。图表4：CPO缩短距离后保持高质量传输图表5：CPO交换机示意图传统的连接方式，叫做

Pluggable（可插拔）。光引擎是可插拔的光模块。光纤过来以后，插在光模块上，然后通过

SerDes

通道，送到网络交换芯片（AISC）。CPO

是将交换芯片和光引擎共同装配在同一个

Socketed（插槽）上，形成芯片和模组的共封装。根据CPOAyar

Labs数据，以32

100Gbps×为例，现在所使用的交换机功耗230W436W，而交换机通过共同封装大幅度缩短电连接，功耗仅。资料：CNDS、易飞扬通信、长城证券产业金融研究院资料：锐捷官网、长城证券产业金融研究院CPO的低功耗或将成为AI高算力下高效能比方案：1）功耗：CPO是芯片和光引擎的共封装，可以有效降低功耗。2）体积/传输质量：满足超高算力后光模块数量过载问题。同时将光引擎移至交换芯片附近，降低传输距离，一方面体积有望进一步缩小；同时提高高速电信号传输质量。3）成本：耦合之后未来伴随规模上量，成本或有一定经济性。7CPO出货量从800G开始，未来市场空间广阔

CPO发展目前处于起步阶段，未来市场空间广阔。LightCounting认为，CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始，于2024至2025年开始商用，2026至2027年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。CIR预计到2027年，共封装光学的市场收入将达到54

亿美元。图表6：CPO市场规模预测（百万美元）图表7：CPO未来将维持快速增长资料：中际旭创2022年年报、CI

R《Markets

for

Co-Packaged资

料：中际旭创2022年年报、

Yole、长城证券产业金融研究院Optics

2022-2030》

、

长

城证券产业金融研究院全球CPO端口的销售量将从2023年的5万增长到2027年的450万。2027年，CPO端口在800G和1.6T出货总数中

占

比接近30%。Yole报告数据显示，2022年CPO市场产生的收入达到约3800万美元，预计2033年将达到26亿美元，2022-2033年复合年增长率为46%。8CPO应用于超大型云服务商数通短距场景，有效解决高速率高密度互联传输

CPO将有效解决高速高密度互联传输。LightCounting在2022年12月报告中称，AI对网络速率的需求是目前的10倍以上，在这一背景下，CPO有望将现有可插拔

光

模块架构的功耗降低50%，将有效解决高速高密度互联传输场景。CIR表示，基于CPO的设备最初将用于超大规模数

据

中心，此外，CPO预计将在一年左右的时间进入其他类型的数据中心，未来将进一步在边缘和城域网络、高性能计算和传感器等领域发挥更多优势。图表8：国内CPO厂商布局情况股票名称代码当前技术/产品进展布局方向中际旭创300308.SZ

800G和相干系列产品等已实现批量出货，1.6T光模块进一步加大800G、1.6T及以上高速率光模块、电信级和800G硅光模块已开发成功并进入送测阶段，CPO技

光模块、硅光和相干等技术研究术和3D封装技术也在研发中天孚通信博创科技联特科技仕佳光子300394.SZ

高速光引擎、800G光器件、车载激光用光器件、

在高速光引擎、激光保偏光器件等研发项目顺利进展，开发CPO用光引擎，

器件等核心产品方面持续深耕目前已实现小批量出货用光器件、800G模块用光300548.SZ

10GPON光模块系列型号持续扩充，数据中心用400G模块产品型号实现全覆盖，50GPON光模块、800G数通硅光模块和CPO产品正在研发中积极开发下一代数据中心用硅光模块以及下一代无线传输网用光模块301205.SZ

公司已经加入多个国际标准组织参与NPO/CPO的技术

加大硅光集成技术的研发投入力度，建立高水平的高规范制定。目前实现了激光器在超高功率和高热应用环境下的封装和测试，并通过了可靠性评估速激光器/探测器等光器件集成工艺平台688313.SH

面向CPO硅光应用开发的高功率DFB光源开始小批量从“无源+有源”逐步走向光电集成，推动光芯片及销售器件、室内光缆和线缆材料等横向、纵向产业布局资料：中际旭创2022年报、天孚通信2022年报、博创科技2022年报、联特科技2022年报、仕佳光子2022年报、长城证券产业金融研究院9薄膜铌酸锂：技术突破，尺寸与集成度问题得以改善带来新发展发展历程：铌酸锂材料已有百年研究过程

铌酸锂材料的研究已经接近100年，可以划分为三个阶段：第一阶段（1928-1965年）：国外对铌酸锂的生长工艺和晶格结构展开研究。1928年矿物学家Zachariasian

首

次对铌酸锂结构特性开展初步研究；1937年，Sue等实验合成了铌酸锂，未引起广泛关注；直至1949

年，美国Bell实验室的Matthias

和

Remeika发现其高温铁电特性，铌酸锂正式进入人们视野；1964年，Bell实验室的Ballman利用Czochralski法成功生长出厘米级铌酸锂晶体；1965年，Bell实验室的Nassau和

Levinstein找到制备单畴铌酸锂的方法；1965年，Abrahams等建立新的铁电与顺电相下铌酸锂晶格结构模型

，一直沿用至今。第

二

阶段（1964-1967年）：国外对铌酸锂的特性展开广泛研究。由于突破了材料生长工艺，获得了最优的晶格模型，1964-1967年，美国Bell实验室对铌酸锂的电光、倍频、压电、光折变等特性开展一系列研究。第

三

阶段（1970年至今）：我国从

1970

年代开始铌酸锂晶体生长、缺陷、性能及其应用研究。1980年，南开大学与西南技术物理所合作发现高掺镁铌酸锂的高抗光损伤性能，该晶体被称为“中国之星”；同年，南京大学突破了周期极化铌酸锂的生长工艺，从实验上实现了准相位匹配。图表9：铌酸锂材料发展历程时间事件1928年1937年1949年1964年1965年1964-1967年1970年1980年首次对铌酸锂结构特性开展初步研究实验合成了铌酸锂发现铌酸锂其高温铁电特性，正式进入人们视野成功生长出厘米级铌酸锂晶体找到制备单畴铌酸锂的方法，建立新的铁电与顺电相下铌酸锂晶格结构模型对铌酸锂的电光、倍频、压电、光折变等特性开展一系列研究对铌酸锂晶体生长、缺陷、性能及其应用研究发现高掺镁铌酸锂的高抗光损伤性能，突破了周期极化铌酸锂的生长工艺，从实验上实现了准相位匹配。资料：康冠光电官网、长城证券产业金融研究院11铌酸锂晶体性能优异，在调制器制备方案中优势明显

铌酸锂晶体具有光电效应多、性能可调控性强、物理化学性能稳定、光透过范围宽等特点。1）铌酸锂晶体光电效应多，具有包括压电效应、电光效应、非线性光学效应、光折变效应、光生伏打效应、光弹效应、声光效应等多种光电性能；2）铌酸锂晶体的性能可调控性强，是由铌酸锂的晶格结构和丰富的缺陷结构所造成，铌酸锂晶体的诸多性能可以通过晶体组分、元素掺杂、价态控制等进行大幅度调控；3）

铌酸锂晶体的物理化学性能相当稳定，易于加工；4）光透过范围宽，具有较大的双折射，而且容易制备高质量的光波导；所以基于铌酸锂晶体的声表面波滤波器、光调制器、相位调制器、光隔离器、电光调Q开关等光电器件在电子技术、光通信技术、激光技术等领域中得到了广泛研究和实际应用。

当前有三种电光调制器制备方案，铌酸锂性能优势明显，能够充分满足传输距离长、容量大的需求。根据材料不同，可分为硅基方案、磷化铟方案和铌酸锂方案三种。铌酸锂方案具有高带宽、低插损、较高消光比、工艺成熟等优点。同时，传输距离长达100公里以上，容量超过100G，在100G/400G相干光通讯网络中有着广泛的应用。图表10：三种主要调制器方案对比调制器类型应用场景优点缺点性能一般，高速长距离通信网络不适用硅基调制器短程的数据通信用收发模块尺寸小调制效率高，驱动电压小，带宽

对材料和工艺要求高，成本和集成难度大磷化铟基调制器中距和长距光通信网络首发模块可调制，器件结构紧凑电光系数大、调制带宽大、波导传输损耗小、稳定性好，发展成

体积较大熟铌酸锂基调制器100G及以上长距骨干网相干通信12资料：华经产业研究院、长城证券产业金融研究院薄膜铌酸锂技术方案新突破，体积显著变小，利于实现高度集成

铌酸锂方案虽有性能优势，但也存在不足。1）性能提升空间：受限于铌酸锂材料中的自由载流子效应，传统铌酸锂基光电调制器信号质量、带宽、插入损耗等关键性能参数的提升逐渐遭遇瓶颈，且与CMOS工艺不兼容。2）尺寸问题：传统铌酸锂调制器由于尺寸较大，难以满足光器件小型化趋势。3）成本及价格问题：铌酸锂调制器价格数倍于磷化铟调制器，因此在中距离传输场景下磷化铟调制器更具优势。

薄膜铌酸锂调制器不仅继承了铌酸锂材料的性能优势，而且在体积、成本等方面有所改善。1）薄膜铌酸锂调制器在性能和性价比上得到新的提升，在保留铌酸锂调制器原有的性能优势的同时使带宽获得突破；2）尺寸显著变小，解决了体材料铌酸锂体积较大难以集成的问题，可以实现高度集成；3）随着尺寸的减小也使单位面板传输密度大大提高，成本方面有进一步下降的空间。图表11：磷化铟与传统铌酸锂调制器对比图表12：传统铌酸锂调制器与薄膜铌酸锂调制器尺寸对比资料：光纤在线、长城证券产业金融研究院资料：光纤在线、长城证券产业金融研究院13薄膜铌酸锂潜在市场空间接近百亿

铌酸锂晶体市场稳步增长，铌酸锂调制器2024年潜在市场规模或近百亿级。⚫

全球铌酸锂晶体市场稳步增长，2022年市场规模达1.46亿美元。光学级是铌酸锂晶体的主要类型，2016年占比约60%。

根据QYReseach数据，2016年全球铌酸锂晶体市场营收为1.24亿美元（约8亿元），预计2022年达到1.46亿

美

元（约10亿元），CAGR为2.26％。其中，光学级是铌酸锂晶体的主要类型，2016年全球光学级铌酸锂晶体销

售

收入约0.75亿美元，约占全球销售收入的60％。⚫

薄膜铌酸锂调制器2024

年潜在市场规模或近百亿级。随着高速相干光传输技术不断从长途/干线下沉到区域/数据中心等领域，用于高速相干光通信的数字光调制器需求将持续增长，2024年全球高速相干光调制器出货量将达到200万端，按照每个端口平均需要1～1.5个调制器，若薄膜铌酸锂调制器体渗透率可达50%，对应的市场空间约82-110亿元。图表13：铌酸锂晶体市场规模（百万美元）图表14：通信行业薄膜铌酸锂调制器市场空间测算（2024年）全球高速相干光调制器出货量/万每个端口所需调制器/个调

制

器总数/万个200150145.5311.5145140135130125120115110300400薄膜铌酸锂调制器占比薄膜铌酸锂售价（美元/个）薄膜铌酸锂市场空间/亿元50%400124.4881.6108.820162022资料：QYResearch、长城证券产业金融研究院资料：华经产业研究院、长城证券产业金融研究院14薄膜铌酸锂材料：相干下沉应用打开薄膜铌酸锂的应用空间

相干光传输技术开始从骨干网下沉，铌酸锂调制器有望迎来较大的发展机遇。铌酸锂电光调制器主要用在100Gbps

以上的长距骨干网相干通讯和单波100/200Gbps的超高速数据中心中。相较于硅光、磷化铟，薄膜铌酸锂调制器具备其它材料无法比拟的带宽优势。应用场景方面，在流量爆发式增长提升传输距离和容量要求的大背景下，相干光传输技术开始从骨干网下沉，广泛应用于相干光通信领域的铌酸锂调制器有望迎来较大的发展机遇。相干下沉应用打开薄膜铌酸锂的应用空间。电信侧，相干技术从过去的骨干网（>1000km）下沉到城域网

（100~1000km）甚至边缘接入网（<100km），数据中心侧，相干技术已经成为数据中心互联的主流方案（80~120km）。相干技术利用特定的调制方式，可以实现超高容量和超远距离的信息传输。图表15：2022年及2023年Q1薄膜铌酸锂相关厂商布局情况股票名称代码当前技术/产品进展布局方向光库科技300620.SZ薄膜铌酸锂无源与有源光电子器件库研究进入样品制备阶段，开发标准化的薄膜铌酸锂光电子芯片的光电封装技术正在重点开发800Gbps及以上的薄膜铌酸锂相干和非相干调制器产品新易盛300502.SZ推出的800G光模块包括基于薄膜铌酸锂(TFLN)调制器进一步加强数据中心运用领域相关新产品新技术的研的800GOSFPDR8模块，搭配集成TIA的5纳米DSP芯片，

发生产能力，积极推动LPO相关项目的进展，力争在功耗仅为11.2W，处于行业领先地位

LPO相关产品的竞争中占得先机资料：光库科技2022年报、新易盛2023投资者调研、长城证券产业金融研究院15硅光技术：具有集成度高、成本下降潜力大、波导传输性能优异三大优势硅光技术演进路线及应用硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料，利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。图表16：硅光技术演进趋势通过编程来改变内部结构的芯片，可自定义全功能集成技术从耦合集成向单片集成演进实现了部分集成硅基器件逐步取代分立元器件光电全集成化，实现合封的复杂功能第一阶段：分组硅光第二阶段：硅光子集成第三阶段：全光电融合第四阶段：可编程芯片资料：讯石光通讯网、长城证券产业金融研究院硅光技术凭借在功耗、成本、结构、集成等多个方面的突出优势，被誉为“突破摩尔定律曙光出现”，但当前世界范围内硅光技术在光开关、光波导、硅基探测器(Ge探测器)及光调制器(SiGe调制器)等已实现了突破情况下，却仍处于简化工艺流程提升效率的第二阶段向第三阶段的进化期。图表17：硅光技术在通信器件应用就具体应用而言，目前硅光技术在通信设备中除了激光器外，APD接收已可实现光模块中大部分器件的制造，典型的如光波导、外调制器件及APD接收器等。不过由于产业尚处于起步阶段，业内并未出现权威的行业规范与技术标准，各主流厂商采用硅光技术设计生产元器件时采用的技术路线不尽相同，最终的技术方案还有待优化完善。器硅光技术外调制器件光波导合分波器件17资料：前瞻产业研究院、长城证券产业金融研究院当前硅光模块技术阶段：硅光子集成

当下是混合集成，单片集成是未来技术发展方向。⚫

硅光的混合集成方案主要包括激光器直接放置技术和晶圆键合技术。直接放置技术主要是指采用倒装焊或贴装工艺，将预

先

制作好的III-V族材料激光器放置在硅光子芯片表面，通过焊球完成电连接，实现光源与硅光波导器件的混合集成。晶

圆

键合技术是将III-V族材料外延层集成至硅波导等硅光器件上方，由III-V族材料产生的光可通过倏逝波耦合的方式进入硅光子回路，完成片上光源与硅光子芯片的混合集成。⚫

单片集成方案主要指硅上异质外延III-V材料激光器。与混合集成光源相比，单片集成方案最主要的优势是其能够与硅光子工艺同步缩小线宽、提高集成度，在大规模光子集成芯片的研制中有巨大潜力，这也是硅光子技术的主要发展方向。⚫

硅基光混合集成在单芯片上实现后，将推动多技术领域的突破：1、硅芯片上的光子晶体结构可降低光速，光学数据缓冲存储成为可能。2、全光逻辑控制器件的突破，将帮助实现全光网络交换系统的到来。3、在硅基光子器件中实现单光子探测，将推动量子通信的发展。4、硅基光子技术在液晶显示领域的应用，有望进一步推动微投影技术的发展，催化新的信息显示模式。图表18：硅光集成方案光子集成混合集成激光器、调制器等采用不同沉底材料单片集成激光器、调制器等采用相同衬底材料激光器探测器+分合波+激光器阵列探测器阵列调制器阵列耦合器阵列波导光栅阵列+激光器激光器+电芯片探测器+电芯片系统级集成芯片调制器+合波器++调制器电芯片电芯片资料：南智光电官网、长城证券产业金融研究院18硅光方案具有集成度高、成本下降潜力大、波导传输性能优异三大优势

硅光方案具有集成度高、成本下降潜力大、波导传输性能优异三大优势。“以光代电”是硅光技术出现的关键思路，即利用激光束代替电子信号进行数据传输。硅光子技术是利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术，具有集成度高特点，并表现出成本、波导传输性能等方面的优势。⚫

集成度高：硅光子技术以硅作为集成芯片的衬底，硅基材料成本低且延展性好，可以利用成熟的CMOS工艺制作光器件。与传统方案相比，硅光子技术具有更高的集成度及更多的嵌入式功能，有利于提升芯片的集成度。⚫

成

本

下降潜力大：传统的GaAs/InP衬底因晶圆材料生长受限，生产成本较高。近年来，随着传输速率的进一步提升，需要更大的三五族晶圆，芯片的成本支出将进一步提升。与三五族半导体相比，硅基材料成本较低且可以大尺寸制造，芯片成本得以大幅降低。⚫

波导传输性能优异：硅的禁带宽度为1.12eV，对应的光波长为1.1μm。因此，硅对于1.1-1.6

μm的通信波段

（

典型波长1.31μm/1.55

μm）是透明的，具有优异的波导传输特性。此外，硅的折射率高达3.42，与二氧化硅可形成较大的折射率差，确保硅波导可以具有较小的波导弯曲半径。图表19：硅光技术图解19资料：讯石光通讯网、电子说、长城证券产业金融研究院硅光方案产业化面临设计架构、制造工艺、封装、配套器件等难题

硅光方案产业化面临设计架构、制造工艺、封装、配套器件等难题。⚫

设计面临着架构不完善、体积和性能平衡等难题：前端集成则面积利用率较低，工艺成本高;后端集成制造难度大，尤其是波导制备还很难完成;混合集成的成本与设计难度仍然不小。⚫

硅光芯片制造工艺不统一、设备短缺：光学元器件对制造工艺要求更精确，些许偏差就可能造成巨大问题，从而影响到良品率与制造成本。⚫

封装问题：硅光芯片所采用的光的波长非常的小，跟光纤、激光器存在不匹配问题，导致耦合损耗比较大。⚫

配套器件技术、成本问题：硅光芯片需要的配套光器件很多，如调制器、陶瓷套管/插芯、光收发接口等，而这些光器件仍然面临技术不完善、制造成本高等问题。总体来看，鉴于良率和损耗问题，硅光模块方案的整体优势尚不明显，但在超400G的短距场景、相干光场景中，硅光模块的低成本优势或许会使得其成为数据中心网络向400G升级的主流产品。20硅光模块在高速率传输网中优势明显，需求增速将高于传统光模块

硅光模块市场空间广阔，未来在高速光模块市场占有率将达到60%以上。⚫

2020年以来，全球大型数据中心、5G基站等建设速度加快，目前已进入快速发展期。在此背景下，全球光模块市场景气度将迅速提升，预计到2025年市场规模将达到180亿美元左右。硅光模块在高速率传输网中优势明显，需求增速将高于传统光模块，市场规模将快速扩张。⚫

Yole预计硅光模块市场规模将从2016年的2.02亿美元，增长到2025年的36.7亿美元，200G/400G和100G光模块市场规模的复合增长率分别达到95.9%、37.3%。新思界产业研究中心认为，2020年全球硅光模块市场普

及

率较低，仅为15%左右，在5G与数据中心行业拉动下，预计到2025年其市场普及率将达到45%左右，其中，在高速光模块市场中占有率更高，将达到60%以上。图表21：2020-2025年硅光模块市场份额（%）2020

2025图表20：2016-2025年硅光模块市场规模（十亿美元）资料：电子发烧网、Yole、长城证券产业金融研究院资料：新思界产业研究中心、长城证券产业金融研究院21硅光技术应用场景及相关厂商布局

数据中心、5G承载网、光传感等市场将为硅光打开增长空间。1）数据中心场景下，通信速率正由100、200G向400G、800G、1.6T迭代，而且迭代周期持续缩短。在此背景下，传统的可插拔光模块在性价比及功耗方面难有进步空间，而高集成高速硅光芯片由于在潜在降价空间与功耗方面有明显优势，成为更优越的选项。2）在5G承载网市场中，5G前传是硅光技术的又一市场增长点，Intel已针对5G前传发布具有扩展工作温度范围的100G收发器，支持在-40℃~85℃的工作温度范围内通过单模光纤实现10km链路。3）光传感领域硅光发展潜力巨大，现阶段来看，面向自动驾驶的激光断的硅光芯片将是重要增长点。硅光芯片以及面向消费者健康监测及诊图表22：国内硅光厂商布局情况股票名称代码当前技术/产品进展布局方向中际旭创300308.SZ800G和

相

干

系列产品等已实现批量出货，1.6T光模块和800G硅光模块已开发成功并进入送测阶段，CPO技术和3D封装技术也在研发中进

一

步加大800G、1.6T及以上高速率光模块、电信级光模块、硅光和相干等技术研究博创科技新易盛300548.SZ300502.SZ10GPON光模块系列型号持续扩充，数据中心用400G模块产品

积极开发下一代数据中心用硅光模块以及下一代无线型

号

实现全覆盖，50GPON光模块、800G数通硅光模块和CPO

传输网用光模块产品正在研发中在800G光模块产品已实现批量出货、成功推出基于硅光解决方案的400G光模块产品、400G

ZR/ZR+相干光模块产品进一步加强数据中心运用领域相关新产品新技术的研发生产能力，积极推动LPO相关项目的进展，力争在LPO相关产品的竞争中占得先机华工科技源杰科技000988.SZ688498.SH100G/200G/400G全系列光模块批量交付，800G硅光模块已于2022年

第

三

季度正式推出市场积极推进硅光技术应用，布局薄膜铌酸锂技术及下一代光电合封技术工业级50mW/70mW大功率硅光激光器开发进入良率优化阶段，

立足“一平台、两方向、三关键”的战略部署，继续具备量产能力深耕光芯片行业，着力提升高速率激光器芯片产品的研发能力22资料：中际旭创2022年报、博创科技2022年报、新易盛2022年报、华工科技2022年报、源杰科技2022年报、长城证券产业金融研究院LPO：成本优势突出，满足AI计算中心线短距、大宽带、低延时要求LPO技术方案：大幅减少系统功耗与时延

相较DSP方案，LPO可大幅度减少系统功耗和时延，但只适用于短距传输。⚫

LPO(Linear-drive

Pluggable

Optics)是线性驱动可插拨光模块，在数据链路中只使用线性模拟元件，无CDR或DSP的设计方案。⚫

通过LPO线性直驱的技术把DSP替换，使用高线性度、具备EQ功能的TIA和DRIVER芯片，功耗大幅降低、延迟提升（功耗相较DSP可下降接近50%），但是系统误码率和传输距离有所牺牲，LPO只适用于特定短距离应用场景，如：数据中心服务器到交换机的链接，但未来可能会用于500m以内，满足数据中心最大的需求。⚫

考虑到传统光模块中DSP芯片的BOM成本占比不低，LPO的低价格特性有可能在800G时代实现大放量。图表24：LPO技术路线图表23：光模块价值量构成18%光器件外壳5%4%印刷电路板光芯片73%资料：EDN电子技术设计、长城证券产业金融研究院资料：华经产业研究院、长城证券产业金融研究院24LPO具有功耗低、低延迟、低成本、可热插拔的优势。

LPO具有功耗低、低延迟、低成本、可热插拔的优势。⚫

功耗低：相比于可插拔光模块，LPO的功耗下降约50%，与CPO的功耗接近。⚫

低延迟：由于不再采用DSP，不涉及对信号的复原，整个系统的latency大大降低，可以应用到对延迟要求比较高的场景，例如高性能计算中心(HPC)中GPU之间的互联。⚫

低成本：由于不再需要采用5nm/7nm工艺的DSP芯片，系统的成本得以降低。800G光模块中，BOM成本约为600-700美金，DSP芯片的成本约为50-70美

金。Driver和TIA里

集成了EQ功能，成本会增加3-5美金，系统总成本下降在8%左右。⚫

可

热

插拔：相比于CPO而言，LPO仍然采用可插拔模块的形式，其可靠性高，维护方便，可以利用成熟的光模块供应链，并未像CPO进行较大的封装形式革新，成为LPO方案受到关注的另一大原因。图表25：CPO、LPO特性对比资料：

EDN电子技术设计、长城证券产业金融研究院25满足AI计算中心线短距、大宽带、低延时要求。

LPO技术适用于AI大模型预训练。800G

LPO技术无需DSP或者CDR芯片，因此相比传统的DSP解决方案大大降低了功耗和延迟。这种低延迟传输能力非常有利于当前机器学习ML和高性能计算HPC等领域交换机之间，交换机到服务器和GPU之间的传输应用，而其系统误码率和传输距离较短的问题，在AI计算中心短距离应用场景下解决，较为适合AI大模型预训练场景，在AI时代有望加速落地。图表26：LPO技术方案股票名称代码300502.SZ300308.SZ当前技术/产品进展布局方向新易盛目前已实现基于LPO方案的800G光模块产品以及单波200Gbps

技术的800G光模块公司在LPO技术领域已深入布局，在2023年3月的OFC2023期

间

推

出了多款相关产品中际旭创华工科技剑桥科技仕佳光子资料800G和

相

干

系列产品等已实现批量出货，1.6T光模块和800G硅光模块已开发成功并进入送测阶段，CPO技术和3D

团队封装技术也在研发中公司在机构调研中表示，高度重视LPO开发，组成了项目000988.SZ603083.SH688313.SH100G/200G/400G全系列光模块批量交付，800G硅光模块已

公司拥有自主开发的硅光技术，针对CP

O、LPO技术已研于2022年第三季度正式推出市场，下一代25G

PON光模块产

品

已与客户开展联调，50G

PON启动产品布局发立项已完成800G

2×FR4/LR4光模块、800G

8×FR1/LR1光模块和100G

ZR4光

模

块的研发和认证，200G/Lambda1.6T高速

光

模块和400G/800G直驱项目的预研上实现突破公

司

预计在2023年7月份推出800G

LPO产品面向CP

O硅光应用开发的高功率DFB光源开始小批量销售，

公司的激光器芯片等产品能够配合LPO技术产品的相关功用于激光