光模块是光通信系统的核心器件之一，承担光电转换功能——把电信号转为光信号发射出去，同时接收光信号并还原为电信号，从而发挥光纤损耗低、传输远的优势。在5G基建与数据中心大规模发展的双重驱动下，光模块市场持续增长：全球数据中心光模块市场规模从2016年的31.55亿美元增至2021年的43.77亿美元，全球电信侧（不包含FTTX光纤接入）光模块市场同期从15.22亿美元增至24.73亿美元。人工智能带来的算力需求，正通过云厂商资本开支这一传导路径，重新塑造光模块产业链上下游的关系与分工。
产业链上中下游的基本分工
光通信系统主要包括光设备、光纤光缆和光器件三部分，光模块属于光器件的一种。沿产业链看，上游是光芯片与电芯片环节，中游是光器件与模块封装，下游则是电信运营商与云厂商等需求方。
人工智能训练集群对带宽容量和传输速率的要求明显提升，这种压力自下而上传导：下游云厂商提高资本开支预算，中游模块与光引擎厂商加快技术卡位，上游光芯片的封装与集成方式随之演进。光引擎正是在光芯片封装基础上，集成精密微光学组件、精密机械组件等各类光器件形成的进化形态，用来替代传统光模块，实现光信号的传输与接收。
人工智能如何改变连接方式与议价结构
传统光模块始终没有摆脱可插拔（Pluggable）范畴：光纤接入光模块后，再通过SerDes通道送到网络交换芯片（ASIC）。而CPO（光电共封装技术）将交换芯片和光引擎共同装配在同一插槽上，形成芯片与模组的共封装，使光引擎尽量靠近网络交换芯片。
相比传统可插拔方案，CPO具备功耗低、带宽大的特点，并可提升输入/输出接口的能源效率，从而延长传输距离。在带宽密度要求大幅提升、单通道速率超过100Gbps之后，传统可插拔光模块在成本效益方面很难与CPO技术相媲美。这一变化把价值重心从单纯的模块组装，向光引擎集成与芯片协同设计环节迁移。
从厂商格局看，思科、博通、英特尔等海外网络设备与芯片龙头前瞻布局CPO技术及产品并推进标准化工作，其中博通进展较快，已在2023年3月推出51.2T的CPO交换机。国内目前尚无整套CPO交换机，厂商主要为海外网络设备龙头供应光引擎，代表厂商包括天孚通信、联特科技和博创科技。天孚通信定位于光器件整体解决方案提供商，在该领域沉淀近20年，2021年募集资金建设高速光引擎项目，产品已从小批量转入批量生产，并与思科等网络设备龙头合作，产品设计已通过验证、正在做可靠性测试。联特科技已完成高密度光电连接的产品设计及定制化能力建设，正建设光学元件与电芯片共封装工艺等核心技术平台。博创科技在硅光方面持续布局，CPO产品已研发一年多。
需求节奏与关键变量
AI算力需求提升将给云厂商带来更高资本开支，已有海外厂商开始对800G光模块进行评估，其他巨头预计陆续跟进。从立项规划、基建，到设备进入、搭载光模块，大约需要2年的周期，因此AI带来的光模块需求会在2024年集中爆发。根据中际旭创在2022年半年报中援引的CIR数据，CPO出货量预计从800G和1.6T端口开始，2024至2025年开始商用，之后两年开始规模上量，到2027年CPO市场规模可达54亿美元。上下游议价结构的最终走向，仍需以各厂商量产进度与客户导入的实际结果为准。
常见问题
人工智能为什么会影响光模块产业链的分工？
人工智能训练集群对带宽容量和传输速率的需求大幅增加，推动连接方式从可插拔向CPO演进。CPO把交换芯片和光引擎共封装在同一插槽，使价值重心向光引擎集成与芯片协同环节迁移。国内厂商目前主要通过为海外网络设备龙头供应光引擎参与这一分工。
5G基建和数据中心各自贡献了多少光模块需求？
两者是光模块市场增长的主要驱动。全球数据中心光模块市场规模从2016年的31.55亿美元增至2021年的43.77亿美元；全球电信侧（不包含FTTX光纤接入）光模块市场同期从15.22亿美元增至24.73亿美元。电信侧数据不包含FTTX光纤接入，口径上与数据中心侧相互独立。
CPO会完全取代传统可插拔光模块吗？
在带宽密度要求大幅提升、单通道速率超过100Gbps之后，传统可插拔光模块在成本效益方面很难与CPO技术相媲美，因此CPO被视为实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。不过CPO目前仍处于起步阶段，商用节奏与规模上量进度需以厂商实际推进情况为准。