【pg電子官方網站】英偉達吃肉，光模塊喝湯？

本文來自微信大眾號：電子工程國際（ID：EEworldbbs），作者：付斌，達吃頭圖來自：視覺我國。肉光pg電子官方網站

大模型的模塊風現已吹了超越半年，由GPT-4引發的喝湯軍備賽不只沒有熄火，反而愈演愈烈。英偉很多人重視智能出現，達吃也有人重視算力，肉光而實踐上，模塊由AI帶動的喝湯還有光通訊工業。

你信任光嗎？事實上，英偉除了電，達吃光也是肉光引領科技潮流向前的重要力氣，正如走入千家的模塊光纖、光貓一般，喝湯光通訊才能缺少，AI也難發揮其力大磚飛的成效。

Yole最新數據顯現，全球光模塊商場將在2022年~2028年間以12%的年復合增加率增加，屆韶光模塊商場將翻一番，從2022年的110億美元增加至2028年的223億美元。這些增加首要由大型云服務廠商關于光纖網絡容量CSP和800G高速率模塊需求而推進。[1]。

無論是券商，仍是工業，都曾不止一次傳出音訊表明，光模塊與GPU是強綁定聯絡，從英偉達下一年GPU產能與封裝才能來看，下一年英偉達GPU供給可達400萬顆，而這將撐起1000萬只800G光模塊的商場。

一、“光”引領數據中心未來。

首要，要著重的是，咱們口中經常提起的光模塊（Optical Module）一般指代的是光收發一體模塊（Optical Transceiver）。

光模塊是一個比較泛的詞，詳細包含光接納模塊（Transmitter）、光發送模塊（Receiver）、光收發一體模塊（Transceiver）和光轉發模塊（Transponder）等，咱們現在說的光模塊是擔任光電轉化的那個光收發一體模塊，下文也總稱光模塊。[2]。pg電子官方網站

從工業鏈中來看，光模塊的上游是光芯片（本錢占比30%~60%）、電芯片（本錢占比18%）、PCB（本錢占比5%）、結構件等，將光芯片加工封裝為光發射組件（TOSA）及光接納組件 （ROSA），再將光收發組件、電芯片、結構件等進一步加工成光模塊。簡略來說，便是光芯片，到光器材，再到光模塊的聯絡。

光通訊工業鏈及商場規劃，圖源丨國信證券[3]。

光模塊處于光通訊工業鏈的中游，首要完結光電轉化和電光轉化，在發送端將光通訊設備的電信號轉化成光信號，經過光纖傳輸后，在接納端把光信號轉化成電信號，由設備進行信息處理。光放大器首要運用于光通訊設備中，直接對光信號進行光功率放大，然后完成光信號的長間隔傳輸。[4]。

光通訊器材分類，圖源丨我國電子元件職業協會[5]。

光模塊有多種分類方法：

• 按傳輸速率可分為≤1 Gbit/s、2.5 Gbit/s、10 Gbit/s、25 Gbit/s、50 Gbit/s、100 Gbit/s、200 Gbit/s、400 Gbit/s、800 Gbit/s等；

• 按傳輸間隔可分為幾十米、100 m、500 m、2 km、10 km、40 km、80 km、幾百千米、≥1000 km等，按調制格局可分為強度調制（NRZ/PAM4）、相位調制（DP-QPSK/DP-n QAM）；

• 按是否支撐波分復用（wave-division multiplexing，WDM）可分為灰光、彩光，按光接口類型可分為雙纖雙向（duplex）、單纖雙向（Bi Di）；

• 按工作溫度可分為商業級（0℃～+70℃）、工業級（–40℃～+85℃）和擴展級（–20℃～+85℃）；

• 按封裝類型可分為可插拔式（SFP+/SFP28/SFP56/QSFP28/CFP2/QSFP-DD/OSFP等）和不行插拔式（168-pin/320-pin等）。[6]。

光模塊典型功用框圖及根本分類方法，圖源丨《電信科學》[6]。

現在，光模塊首要包含電信傳輸、數據中心兩大中心運用場景。

電信商場方面，首要運用于基站/PON/WDM/OTN/交流機/路由器等設備。

5G對設備的構架及數量和傳輸速率均有顯著要求。前傳光模塊會集在25G和50G高速光模塊，商場需求量比較于中傳/回傳更大，未來四年估計有48Mu商場需求量；中傳光模塊數據量更大，首要會集在50G和100G高速光模塊，并不斷要求向100G及以上晉級，未來四年總商場需求量約16Mu；回傳光模塊有著最高的信號速率要求，會集于100G，200G及400G，需200G及以上晉級，未來四年商場需求約7Mu。

LightCounting數據顯現，全球電信側光模塊商場估計到2025年可達33.54億美元，2023年~2025年增速分別為3.4%、11.8%、9.2%。

數據中心方面，首要運用于服務器/架頂交流機/中心交流機等設備。

現在，傳統三層網絡結構式服務器架構向葉脊架構數據中心進化，當時新建成的超大型數據中心以葉脊架構為主，大大增加了數據中心內部交流連接點的數量，各環節各端口運用40G~400G速率的光模塊。[7]。

LightCounting數據顯現，全球數據中心光模塊商場至2025年或將增加至73.33億美元，年均復合增加率為14%。

兩大運用場景光模塊需求邏輯，圖源丨億渡數據[8]。

光是說說，好像感覺不到光模塊的重要性，但實踐上光模塊在數據中心頂用量極大。

現在，國內將近90%數據中心選用傳統三層架構，部分新建大型數據中心選用混合結構，實踐組網方法較為雜亂，兼具多種架構的特色，光模塊的用量也介于傳統架構和新式架構之間，也便是說1000臺機柜數據中心中，要運用8000個40G光模塊，800~4000個100G光模塊。

1000臺機柜數據中心中，不同架構數據中心光模塊運用數量，參考資料丨易飛揚通訊[9]。

不同的場景下，光模塊的商場體現有所不同。

Yole核算顯現，2022年~2028年，全球有源光纖（AOC，Active Optical Fiber）商場將從9億美元增至24億美元，年復合增加率達17%；可插拔式以太網（Ethernet Pluggable）將從54億美元增至123億美元，年復合增加率達15%；嵌入式集成光學器材（Integrated optics Embedded）將從0.38億增至1.37億美元，年復合增加率達24%；xWDM將從27億美元增至56億美元，年復合增加率達12%；無源光網絡（PON optics，Passive Optical Networking optics）將從10億美元增至11億美元，年復合增加率達2%；無線前傳（Wireless Fronthaul）將從8億美元降至6億美元；無線中傳/后傳（Wireless Mid/Backhaul）則堅持2億美元。

2022年~2028年光收發器全球商場猜測，圖源丨Yole。

光模塊全體遵從著小型化、低損耗、熱插拔、高速率、遠間隔和智能化方向開展，除此之外張望未來，光模塊的未來開展趨勢會遵從以下幾點：

• 光模塊速率會越來越高，高速光模塊商業化布置將會成為未來要點，包含800G光模塊、1.6T光模塊、吞吐量交流專用集成電路等；

• AI/ML光模塊運用會越來越廣，而這其間光模塊的運維、新式DC運用、生成式AI、空間核算、自動駕駛等問題；

• 光模塊功耗會越來越低，功耗功率操控、DSP技能、SerDes技能、光學引擎等將不斷迎來新技能；

• 光模塊本錢會越來越低，到時將具有更低的每比特本錢，觸及大容量技能、機架內技能、線性驅動光學、SiPh PIC等。

二、我國廠商強者愈強。

在光模塊范疇， 歐美日起步早、堆集多，是商場的主導者。這些國家的研討組織和先進企業經過不斷堆集中心技能和生產工藝，逐漸完成工業閉環，具有極高的技能壁壘。

國內盡管起步較晚，但開展速度極快。

LightCounting數據顯現，2010年僅武漢電信器材有限公司（WTD，后與光迅科技兼并）一家上榜全球光模塊TOP10；2016年和2018年變為海信寬帶、光迅科技兩家；2022年全球TOP10有7家是我國企業，分別是旭創科技（與Coherent并排第1）、海思（第4）、光迅科技（第5）、海信寬帶（第6）、新易盛（第7）、華工正源（第8）、索爾思光電（第10），其他則是Coherent（也便是II-VI）、思科（Cisco）和英特爾（Intel）。

2010年、2016年、2018年、2022年光模塊TOP10狀況，圖源丨LightCounting。

無獨有偶，Yole的數據也有著相似的成果，旭創科技（InnoLight）、海信寬帶（Hisense Broadband）、光迅科技（Accelink）、海思（HiSilicon）、華工正源（HGG）、新易盛（Eoptolink）、昂納科技（O-net）、博創科技（Broadex）、聯特科技（Linktel）、劍橋科技（CIGtech）、立訊精細（Luxshare）、易飛揚（Gigalight）、德科立（Tacklink）等公司的體現值得重視。

事實上，從全體光通訊工業鏈來看，越向下流做得越好，國產化率也越高，到靠下的光模塊范疇，我國簡直引領著全球光模塊商場。。盡管高速模塊的中心光學技能還由美國和日本所把握，但我國現已大力出資光子制作渠道，包含GaAs、InP和SiPh，在全球光通訊工業中位置越來越高。

2020年~2022年我國首要玩家狀況，圖源丨Yole。

當然，國內開展雖快，但卻仍然存在巨大的提高空間。

電信商場方面，5G基站光模塊傳輸速率已掩蓋25Gbs~400Gbs，我國龍頭已能批量生產200Gbs系列光模塊，中小企業已能批量生產最快至100Gbs系列光模塊。但同速率不同類型光模塊研制發展并不相同，如前傳中25G Bidi光模塊仍處于研制階段，100G和200G光模塊已完結批量生產。

數據中心方面，多運用40G~200G全系列數據中心用光模塊，其間100G和200G為當時主力，我國龍頭已完成400G系列小規劃批量生產，并可供給800G系列光模塊樣本。但由于數據中心首要選用短間隔光模塊，內部選用的光芯片的研制程度慢于5G中選用的光芯片。

不止如此，關于光模塊來說，工業鏈開展值得重視，這是由于光模塊中光芯片、電芯片、PCB就占到首要價值量的65%以上，現在首要瓶頸在于25G激光器芯片、相干光收發芯片、DSP芯片（高速AD/DA）等。

我國電子元器材協會曾在《我國光電子器材工業技能開展路線圖（2018-2022年）》中指出，我國光通訊器材開展存在以下幾個問題：

• 一是國內高端光芯片自己才能有限。，高速模數/數模轉化芯片、相干通訊DSP芯片、5G移動通訊前傳光模塊所需的50Gb/s PAM-4芯片，還沒有國內廠家可以供給解決計劃；

• 二是筆直收拾才能弱。，盡管近年來國內大型光模塊企業有不少并購動作，但中小規劃廠商仍然缺少本錢運營才能與人才引入力度；

• 三是規范、專利建造認識和才能缺少。，如云、SDN、NFV等根底技能范疇無一源自國內，話語權被歐美牢牢把握；

• 四是配套職業根底薄弱。，先進測驗外表、制作配備依靠進口，如全自動高精度貼片機、全自動打線機、高速率光電信號測驗外表、MOCVD等光電子芯片工藝制備配備等。

三、迎候數據中心的新盈利。

5G網絡和數據中心建造一直是光模塊的首要驅動力，而在現如今AI高速開展行徑下，數據中心將會為光模塊帶來又一巨量開展時機。

800G光模塊無疑是現在工業中，展示潛力最大的一次時機，也是這近幾年光模塊范疇的職業熱門。早年就有組織猜測，800G光模塊將于2023年進入商場，2026年左右規劃運用。未來5年，數據中心400G/800G模塊、長間隔相干光模塊將是光通訊范疇的首要增加點。

從工業開展來看，8×100Gb/s光模塊中心光電芯片器材仍為單通道100Gb/s的激光器、探測器光芯片，Driver、TIA和DSP電芯片。其間DSP、單通道100Gb/s的緊湊型Driver和TIA 均已推出，電芯片工業鏈相對老練。EML&DML、硅光（SiPh）和VCSEL等光電芯片解決計劃，由博通、思科等美企供給。

上文也有提及，在英偉達帶動下，800G光模塊能有1000萬只的銷量。當然，這樣的測算僅僅是依據商場供需聯絡而來，現在英偉達GPU產能受臺積電影響，全體來說，從向臺積電擴大產能上來看，英偉達的決心足夠，砍單或許性較小。

那么，國產公司能喝上湯嗎？

一般來說，光模塊產品迭代周期短，僅為3～4年，但客戶認證周期長，一般要1年左右時刻，對PCB（含基板資料）技能、質量要求高。因而，研制布局必定要快，先發優勢極為重要，參加或聯合客戶新品研制有助于最早進入客戶供給商系統并增強綁定的時機。[10]。

有更強的技能、交期、本錢等優勢，才能在光模塊商場中搶得更多比例。

現在，在產品研制方面，針對數據中心場景，大部分廠商都現已發布了根據EML技能的800G光模塊產品。

中際旭創、天孚位列榜首隊伍，現在800G已有收入，值得著重的是，得益于800G光模塊，中際旭創一度在本季成績與Coherent并排榜首，無疑拿下了贏利高地；光迅科技則在此前稱800G光模塊已完成少數出貨；而新易盛、華工、光迅、聯特在海外800G送樣上走得非?？?。

國際上沒有穩賺不賠的生意，關于國產公司來說，仍然還要警覺半導體下行周期帶來的本錢開支減縮所帶來的影響，一次AI的熱門，能否與庫存量堅持平衡，這會是重要的問題。[11]。

全部或許都要等候年末，才會具有答案。

參考文獻。

[1] Yole：AI at the heart of optical transceiver adoption: China leads the market.2023.8.31.https://www.yolegroup.com/press-release/ai-at-the-heart-of-optical-transceiver-adoption-china-leads-the-market/。

[2] 鮮棗講堂：關于光模塊，看這一篇就夠啦！.2020.1.7.https://mp.weixin.qq.com/s/iYZ4eVdPRYyTYO3h8f52uQ。

[3] 國信證券：光器材職業研討結構與出資時機整理.2022.6.5.https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202206061570339493_1.pdf?1654526244000.pdf。

[4] 無錫市德科立光電子技能股份有限公司：初次揭露發行股票并在科創板上市招股說明書.2021.10.12.http://static.sse.com.cn/stock/information/c/202110/de5cfca6911645d2b3b1806d45b06755.pdf。

[5] 我國電子元件職業協會：我國光電子器材工業技能開展路線圖（2018-2022年）.https://www.miit.gov.cn/n1146290/n1146402/n1146440/c6001146/part/6005856.pdf。

[6] 吳冰冰，趙文玉，張海懿.高速光模塊要害技能計劃及規范化發展[J].電信科學，2022，38(09):105-115.。

[7] TI：TI解決計劃助力高速光模塊商場，供給高集成度，更小封裝電源解決計劃.2021.8.6.https://e2echina.ti.com/blogs_/b/power_house/posts/ti-361486397。

[8] 億渡數據：2022年我國光模塊職業短陳述.2022.8.https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202208101577100187_1.pdf?1660167691000.pdf。

[9] 易飛揚通訊：數據中心究竟需求多少光模塊？.2023.8.3.https://mp.weixin.qq.com/s/EMybiHlbTh3RjVa2bYjdFw。

[10] 陳世金，梁鴻飛，韓志偉，徐緩，周國云，陳苑明，王守緒，何為，楊凱，張勝濤，陳際達.光模塊PCB中高速資料的運用及要害加工技能討論[J].印制電路信息，2021，29(S1):80-85.。

[11] C114通訊網：光模塊“F4”2023上半年成績：800G搶占贏利高地，商場狂歡后回歸產品自身.2023.8.28.https://mp.weixin.qq.com/s/PoadR5s9ol5XLRPu919jVg。

本文來自微信大眾號：電子工程國際（ID：EEworldbbs），作者：付斌。

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