人工智能驱动光模块需求爆发,产业链利润如何分配?

光模块是光通信系统的核心器件之一,AI算力需求爆发正推动产业链价值分配发生结构性变化:传统可插拔光模块时代,利润集中在具备规模与工艺优势的封装环节;而CPO(光电共封装)技术将光引擎与交换芯片共封装后,价值量正明显向芯片与光芯片环节转移,同时下游云厂商凭借资本开支规模拥有较强议价权。

光通信系统主要包括光设备、光纤光缆和光器件三大部分,光模块正是光器件的一种,核心作用是光电转换。随着5G基建与数据中心大规模发展,全球数据中心光模块市场规模已从2016年的31.55亿美元增长至2021年的43.77亿美元。AI算力需求提升将带动云厂商资本开支增加,从立项规划到设备搭载光模块大约需要2年周期,需求集中释放将深刻影响产业链各环节的利润分配格局。

传统可插拔模式:封装环节主导利润

在传统可插拔光模块模式下,光模块作为独立器件通过SerDes通道与网络交换芯片连接。这一模式下,价值分配主要围绕光模块封装厂商展开——他们向上游采购光芯片、电芯片等元器件,通过封装、测试等工艺制成标准化的可插拔模块,再销售给云厂商或设备商。

产业链利润分配呈现“中间厚、两端薄”的特征:上游光芯片技术壁垒高但市场相对分散,下游云厂商凭借大规模采购具有较强的议价能力,而具备规模效应与良率优势的头部封装厂商,往往能获得相对稳定的利润空间。

CPO模式:价值量向芯片环节迁移

CPO(Co-packaged optics,光电共封装)是光模块连接方式的一种变革性技术,将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上,使光引擎尽量靠近网络交换芯片。相比传统可插拔方案,CPO具有功耗低、带宽大的特点,在单通道速率超过100Gbps后,传统可插拔光模块在成本效益上难以与CPO媲美。

CPO带来的核心变化是价值链重构:光引擎(在光芯片封装基础上集成微光学组件等器件)取代传统光模块,价值量从独立的模块封装环节,向上游芯片环节和共封装工艺环节转移。这意味着具备光芯片能力或高速光引擎量产能力的企业,在产业链中的话语权将显著提升。国内厂商目前主要为海外网络设备龙头供应光引擎,其中天孚通信进展最快,产品已从小批量转入批量生产。

对比维度传统可插拔光模块CPO光电共封装
连接方式光纤插入模块,经SerDes通道连接交换芯片光引擎与交换芯片共封装在同一插槽
价值重心模块封装环节芯片环节与共封装工艺
核心优势技术成熟、供应链完善功耗低、带宽大、能效高

下游议价权:云厂商主导需求节奏

AI训练和推理对数据中心带宽提出更高要求,云厂商作为光模块与CPO产品的最终需求方,其资本开支节奏直接决定产业链景气度。由于光模块从立项到规模部署周期较长,云厂商往往通过提前评估(如META已开始对800G光模块进行评估)来引导技术方向,并在规模化采购中掌握较强议价权。

CPO市场尚处起步阶段,根据中际旭创援引的CIR数据,CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始,2024至2025年开始商用,之后两年规模上量。思科、博通、英特尔等海外龙头已前瞻布局CPO技术,国内厂商则聚焦光引擎环节,形成差异化分工。

常见问题

CPO会完全取代传统可插拔光模块吗?

短期内不会。CPO在功耗和带宽上具有显著优势,但传统可插拔光模块在技术成熟度、供应链完整性和成本方面仍有竞争力。两者将在一段时间内并存,CPO先在超大规模数据中心等高端场景渗透,再逐步扩展。

国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?

国内厂商目前主要为海外网络设备龙头供应光引擎,代表厂商有天孚通信、联特科技和博创科技。其中天孚通信在CPO光引擎方面进展最快,产品已从小批量转入批量生产;联特科技已完成高密度光电连接的产品设计;博创科技在硅光领域持续布局。

光芯片环节为何被看好?

CPO将光引擎与交换芯片共封装,光引擎是在光芯片封装基础上集成微光学组件等器件的进化形态,承担光信号传输与接收功能。价值量从模块封装向芯片环节转移,使得具备光芯片设计或高速光引擎量产能力的企业在产业链中的地位更加重要。

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