光模块是数据中心互连、5G承载网络和全光接入网络的基础单元,主要完成光电/电光转换功能,已成为各应用领域高带宽、广覆盖、低成本和低能耗的关键要素。从需求结构看,数通市场受大型数据中心光互连快速迭代驱动,电信市场则依托千兆光纤接入与5G网络建设保持发展空间;硅光技术与CPO(光电共封装技术)作为产业研究重点,正在拓展应用场景并推动需求结构升级。
数通与电信:两条需求主线各有节奏
数通市场的驱动力来自云厂商持续的数据中心建设。根据 Cisco 数据,全球大型数据中心的数量从 2016 年的 338 个增长到 2021 年的 628 个,2016—2021 年复合增长率达到 13%。LightCounting 数据显示,全球数据中心光模块市场规模预计至 2025 年增长至 73.33 亿美元,年均复合增长率 13.09%;其中以太网光模块销售额在 2021 年达到 46 亿美元,同比增长 25%。
电信市场方面,2021 年全球宽带接入设备市场总收入上升至 163 亿美元,相比 2020 年增长 12%。随着运营商进一步拓展千兆宽带业务,向 10G PON 升级已是大势所趋,亚太运营商正引领全球接入网向 10G 速率升级。
速率迭代与相干技术:需求结构的升级方向
数据中心光互连持续演进,当前有 100G 接入、400G 等多种演进方案。根据 LightCounting 预测,200G 光模块在 2022 年有望快速发展,随后 400G 的价值量将超过 200G 并有望在 2024 年超过 100G;800G 光模块将在 2023—2024 年之间开始得到规模化部署,相关产品研发及标准化推进成为业界发展新趋势。
此外,相干探测技术凭借高容量、高信噪比等优势,在城域网内的长距离 DCI 互联中得到广泛应用。
硅光与CPO:拓展场景、重塑结构
硅光技术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,在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现。根据 Yole 预测,数据中心市场是硅光技术未来最主要的市场之一,其重要应用场景就是光模块,在 2026 年将达到 4.5 亿美金,五年复合增长率为 26%。
CPO 则是指交换 ASIC 芯片和硅光引擎(光学器件)在同一高速主板上协同封装,从而降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。总体而言,5G 与云计算、电信与数通市场产生新增需求,800G 与相干技术、硅光与 CPO 引领行业发展。
常见问题
硅光与CPO会如何改变光通信的下游需求结构?
硅光技术的重要应用场景就是光模块,Yole 预测数据中心市场是其未来最主要的市场之一;CPO 通过交换 ASIC 芯片与硅光引擎的协同封装,实现降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和高度集成。两者共同推动光模块向更高集成度演进,使数通市场在需求结构中的权重进一步上升。
数通和电信两大市场的需求驱动有何不同?
数通市场主要由云厂商持续的数据中心建设驱动,全球大型数据中心数量从 2016 年的 338 个增至 2021 年的 628 个,带动光互连快速迭代;电信市场则依托千兆宽带与 5G 网络建设,2021 年全球宽带接入设备市场总收入上升至 163 亿美元,向 10G PON 升级成为趋势。
当前光模块速率演进的热点与未来方向是什么?
当前热点是 100G 单波、200G/400G 光模块快速起量;未来趋势方面,800G 与相干方案标准正在制定,硅光技术与 CPO 是产业研究重点。LightCounting 预测 800G 光模块将在 2023—2024 年之间开始规模化部署。