光模块从GBIC到800G的演进,核心拐点并非某个单一速率,而是“封装形式持续缩小、功耗持续降低、带宽持续翻倍”这条主线上的三次关键跳跃:从GBIC到SFP的小型化革命、从10G到100G/400G的多通道并行(QSFP系列),以及当前由AI算力驱动的800G与CPO光电共封装变革。每一次迭代都围绕光电转换效率、功耗与带宽密度的再平衡。

从GBIC到SFP:小型化与热插拔的起点

光模块作为光通信系统的核心器件,作用是光电转换——把电信号转为光信号发射,并接收光信号转回电信号,从而发挥光纤损耗低、传播远的优势。早期GBIC封装体积较大,而SFP封装的推出实现了更小体积、更低功耗的同速率替代,奠定了可插拔(Pluggable)形态的基础。此后XFP、QSFP等封装形式不断涌现,针对不同速率和场景提供选择,但始终没有脱离“光纤插在光模块上,通过SerDes通道连接网络交换芯片”的基本架构。

多通道并行:从100G到400G的密度跃升

传输速率从1G提升至10G、40G、100G,再到400G,封装形式从SFP演进到QSFP系列,其本质是通过增加并行通道数来提升总带宽。这一阶段的关键特征是:尽管传输速率持续增长,光模块的功耗反而越来越低,产品体积也越来越小。表格数据对比显示,CFP系列封装在400G容量下体积较大,而QSFP28等封装在相近速率下显著缩小了体积。这种“速率翻倍、体积减半”的节奏,是数据中心规模化部署的核心驱动力。

封装演进典型速率关键变化
GBIC1G可插拔形态确立
SFP/XFP10G小型化、低功耗
QSFP系列40G-400G多通道并行、高密度
QSFP-DD等400G-800G速率与密度再翻倍

AI算力驱动:800G与CPO的拐点

当前行业正处在从可插拔向光电共封装(CPO)过渡的划时代节点。AI算力需求的提升带来云厂商更高的资本开支,从立项规划、基建到设备进入、搭载光模块大约需要2年周期,因此AI带来的光模块需求将出现集中爆发。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将难以与CPO技术媲美。CPO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,具有功耗低、带宽大的特点,被认为是实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。

常见问题

光模块市场规模有多大?

全球电信侧(不含FTTX光纤接入)光模块市场规模从2016年的15.22亿美元增长至2022年的25.58亿美元(预测值);全球数据中心光模块市场规模从2016年的31.55亿美元增长至2021年的43.77亿美元。数据中心已成为光模块最大的应用场景。

800G和CPO是什么关系?

800G是当前光模块的传输速率节点,而CPO是光模块连接方式的变革方向。CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始,商用后逐步规模上量。两者并非替代关系,而是速率升级与架构变革的叠加。

哪些厂商在布局CPO?

思科、博通、英特尔等海外网络设备及芯片龙头均有前瞻性布局并推进标准化工作。国内厂商主要为海外龙头供应光引擎,其中天孚通信在CPO光引擎方面进展较快,产品已从小批量转入批量生产;联特科技、博创科技等也在积极布局。