AI算力爆发叠加封装技术升级,光模块下游需求结构正从以电信侧为主,加速向数据中心侧迁移,并进一步向以CPO(光电共封装)为代表的高密度、低功耗形态演进。核心变化在于:AI大模型训练带来的算力需求,正倒逼云厂商加大资本开支,推动数据中心光模块市场持续扩容,而封装技术的迭代则让CPO在超大规模数据中心和HPC(高性能计算)场景中,成为满足高带宽、低功耗需求的必经之路。
光模块是光通信系统的核心器件之一,其作用在于实现光电转换,发挥光纤低损耗、远距离传播的优势。从市场规模看,全球数据中心光模块市场在2021年已达到43.77亿美元,而同期全球电信侧(不含FTTX光纤接入)光模块市场规模为24.73亿美元,数据中心已成为光模块需求的主导力量。AI算力需求的提升,将直接推高云厂商的资本开支,例如META等巨头已开始对800G光模块进行评估,预计其他巨头也将陆续跟进。由于从立项规划、基建到设备搭载光模块大约需要2年的周期,AI带来的光模块需求将在其后迎来集中释放。
封装技术迭代:从可插拔到CPO
光模块的封装方式一直随速率和场景需求持续演进,从GBIC、SFP到QSFP等,始终遵循着性能提升、功耗降低、体积缩小的趋势。然而,无论技术如何迭代,传统光模块的连接方式始终未摆脱**可插拔(Pluggable)**的范畴。CPO(Co-packaged optics,光电共封装技术)则是一种划时代的变革,它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,从而大幅缩短信号传输路径。
相较于传统可插拔方案,CPO具有功耗低、带宽大的特点,并能提高输入/输出接口的能源效率。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上将难以与CPO技术媲美。因此,CPO被视作实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路,尤其适配超大规模数据中心和HPC场景。
需求结构变化:数通侧放量节奏与CPO商用路径
下游需求结构的变化,不仅体现在市场规模的此消彼长,更体现在技术路线与供应链格局的深层调整。
| 维度 | 电信侧 | 数据中心侧(数通侧) |
|---|---|---|
| 市场规模(2021年) | 24.73亿美元 | 43.77亿美元 |
| 增长驱动 | 5G基建建设 | AI算力、云计算资本开支 |
| 技术演进 | 速率稳步升级 | 向CPO等高密度封装演进 |
| 需求节奏 | 平稳释放 | 随云厂商资本开支周期集中爆发 |
在数通侧,CPO的商用路径已逐步清晰。根据行业预测,CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始,于2024到2025年开始商用,之后两年规模上量。在产业链层面,思科、博通、英特尔等海外网络设备及芯片龙头已前瞻布局CPO技术并推进标准化工作,其中博通进展较快。国内厂商则主要聚焦于为海外龙头供应光引擎等核心部件。
常见问题
CPO与传统光模块是什么关系?
CPO是光模块技术的一种变革,而非简单的升级。传统光模块采用可插拔方式连接,而CPO则将光引擎与交换芯片共同封装,使两者更紧密地集成,以换取更低的功耗和更高的带宽密度。
为什么AI算力会推动800G光模块需求?
AI算力的提升要求数据中心内部具备极高的数据传输速率,这直接推高了云厂商的资本开支。以META为代表的巨头已开始评估800G光模块,而由于数据中心建设涉及立项、基建、设备入场等多个环节,大约需要2年周期,相关需求会在项目落地后集中释放。
国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?
由于缺乏高速率交换机芯片,国内厂商目前主要为海外网络设备龙头供应光引擎。其中,天孚通信在CPO光引擎方面的进展在国内处于领先地位,其产品已从小批量转入批量生产,并与思科等客户合作;联特科技和博创科技也在积极布局,分别处于产品验证和客户导入的不同阶段。