光模块深度解码：从磷化铟到硅光，再到 CPO 的产业格局大洗牌

一块 U 盘大小的设备，如何成为 AI 算力时代的隐形瓶颈？谁在这场产业革命中吃肉，谁又将被彻底出局？

一、为什么光模块突然成了算力的卡脖子环节

过去五年，算力芯片的数据吞吐量呈指数级增长，但网络设备的数据传输能力却严重滞后。如今，制约整个算力系统的瓶颈已经不是 GPU，而是光模块。 这里有必要先厘清一个基础概念：GPU 与 CPU 在服务器内部进行计算时走的是电信号，但一旦需要将信号传输出去，就必须将电信号转换为光信号，再经由光纤实现大范围、长距离的互联互通。光模块，就是完成这一电光转换的关键设备。 这块 U 盘大小的器件，近年来在资本市场引领了创业板指数近 11 年的新高，并将 AI 算力硬件的竞争主场重新拉回中国。2025 年全球前十大光模块厂商中，中国企业占据七席；在 800G 以上高速率光模块领域，中国两家头部厂商更是拿下了逾 60% 的市场份额。 然而，这场红利并非雨露均沾——有人大口吃肉，有人只能喝汤，部分厂商甚至逆势业绩下滑。要理解这种分化，必须先读懂光模块的技术底层逻辑。

二、拆开光模块：一场微米级的精密工程

光模块内部由两大功能区构成： 电信号区，位于靠近服务器或交换机一侧，核心部件是 PCB 电路板与数字信号处理芯片（DSP）。DSP 负责将经传输后失真的信号通过算法还原，并在发送端优化信号质量，保障传输可靠性。 光信号区，位于靠近光纤一侧，由三类组件构成：

• 发射组件（TOSA）：金属舱内封装着整条产业链最稀缺的资源——激光器芯片，负责将电信号翻译成光信号。
• 接收组件（ROSA）：核心是高灵敏度光电探测器芯片，搭配光学元件，将来自光纤的光信号还原为电信号。
• 无源器件：位于收发组件与光纤接口之间，包括微型透镜、隔离器、波分复用器等纯物理光学零件。这些器件不需要通电，纯靠折射与反射原理工作，但对厂商的微米乃至纳米级光学对准与精密封装能力要求极高。

值得特别说明的是，发射组件中的激光器芯片和接收组件中的探测器芯片属于有源器件，必须依靠外部电力驱动，是实现电能与光能相互转换的核心引擎。 光模块厂商的本质工作，就是将上述所有元器件——PCB、DSP、收发组件、无源器件——精密组装成一块完整的光模块，交付给云厂商或电信运营商。

三、电信市场 vs. AI 数据中心：两套截然不同的竞争逻辑

过去很长一段时间，光模块的最大买方是传统电信运营商。电信网络解决的是"人与网"的通信问题，刷视频、打电话，100G 以下的低速光模块完全够用。然而技术成熟带来的代价是：门槛极低，市场早已沦为拼成本、拼价格的组装红海。 AI 数据中心的逻辑与此截然不同。在万卡 GPU 集群里收发数据的不再是人，而是成千上万块疯狂吞吐数据的显卡。100G 的带宽根本无法承载这种量级的数据洪流，必须强制采用 400G、800G 乃至 1.6T 的高速光模块。 一旦升级到高速光模块，厂商之间的差距便彻底显现。 从低速到高速，表面上是速率的提升，本质上是制造门槛跃升至另一个维度。

四、谁在吃肉？——封装能力决定竞争格局

按营收规模衡量，2025 年度中际旭创与新易盛断崖式领先，且差距仍在持续扩大。而在 2018 年前后，国内各光模块厂商还基本处于同一起跑线。随着 400G 光模块的推出，二者才迅速与其他厂商拉开身位。 许多人将此归因于"率先绑定北美云厂商大客户"，但这只是表象。真正的核心壁垒，在于微观的封装能力与宏观的系统级交付能力。

二级封装：不止是焊电路板

很多人以为组装光模块不过是焊接电路板，但在 400G/800G 时代，这是一项极其复杂的系统工程。 所谓二级封装，是将采购来的光组件与 DSP 芯片组合在一起的过程。在高速时代，你必须把发热量极大的 DSP 芯片和极度怕热的激光器组件，塞进一个 U 盘大小的金属外壳里。如何设计高频线路让电信号互不干扰？如何通过热流体力学设计将热量完美导出？散热一旦失败，光模块插进服务器几分钟便会宕机。 中际旭创与新易盛正是因为最早攻克了高频电路设计与极限散热的二级封装难题，才拿到了进入大厂测试的入场券。

一级封装：头发丝上的微雕艺术

比二级封装更为关键的是一级封装——将极其脆弱的裸光芯片与微型透镜等无源器件，精准组装成光收发组件或光引擎。 这相当于在头发丝上雕花的微米级光学对准：要将光纤纤芯与激光器的发光点完美对接，不仅需要昂贵的自动化设备，更需要深厚的材料工艺积累。绝大多数光模块组装厂无法做好这一步，或无法在高良率下实现大规模量产。 天孚通信的核心业务正是一级封装。尽管其营收规模与中际旭创、新易盛相去甚远，资本市场依然将其与二者并列，统称为光通信"第一梯队"的"易中天"。天孚的一级封装良率直接决定了整个模块的基础质量，是高速时代产业链中绕不开的底层"卖水人"。

系统级交付：不是有货就能上桌

在 800G/1.6T 时代，光模块已从标准化产品演变为高度定制化设备。 北美大厂的 AI 算力中心运行着英伟达最新的 GPU 和博通顶尖的交换芯片。DSP 固件算法如何编写，才能与英伟达网卡实现极低延迟的互联互通？功耗曲线如何设计，才能完美匹配某家云厂商独有的液冷机房环境？这种深度的系统级联调，不可能等成品造出来再做。 这正是中际旭创能稳坐第一的秘密：在北美科技巨头发布新一代算力芯片之前，其研发团队早已与大厂在同一实验室里，跟着下一代算力路线图进行底层的定制化开发。这种联合研发的入场券，不是二三线厂商轻易能拿到的。 更关键的是大规模交付能力：北美大厂需要的不是样品，而是中标后下个月便能量产数十万支、在机房极端环境下良品率仍保持 99% 以上的稳定供应。一旦交货延误导致 AI 机房建设推迟，损失以千万美元计。

五、会重蹈光伏、锂电的覆辙吗？——产能过剩之辩

随着立讯精密等传统制造大厂宣布跨界造光模块，市场对产能过剩的担忧随之而来。 光伏与锂电的过剩，本质是同质化产能的过剩——只要肯砸钱买设备，大家都能造出转换效率相近的产品，最终只能价格战。 但光模块的逻辑截然不同。 其产能不取决于模块厂有多少条生产线，而是死死卡在上游"卖水人"手里。就算跨界巨头建了再多无尘车间，没有核心的电芯片与光芯片，那些产线也无法转化为有效产能。 在高速光模块的硬件成本结构中，光电芯片拿走了逾 50% 的利润：

• DSP 等电芯片：基本被博通（Broadcom）与 Marvell 两家美国巨头寡头垄断。
• 高端光芯片：被 lumentum、Coherent、博通等海外寡头长期掌控产能与定价权。英伟达在 2026 年初分别向 lumentum 和 Coherent 投入 20 亿美元，根本原因正是为了提前锁定这两家公司有限的光芯片产能。

在国内，源杰科技是首家实现高端 100G EML 芯片量产的企业，其 CW 光源激光器芯片也已完成大批量交货；东山精密则通过并购的方式，收购了拥有 20 年光芯片历史的硅谷公司索尔思光电，其 100G PM4 EML 芯片已完成大批量交付。目前，这两家是国内唯二实现高端激光器芯片稳定量产的企业。

判断一家光芯片公司有没有泡沫，核心指标只有一个：其最高端产品是否已被头部或二线客户大批量采购，是否真金白银地兑现到业绩上。

因此，传统制造大厂的跨界，顶多让低速光模块市场卷成红海；在真正赚钱的 800G/1.6T 高端战场，只要上游核心芯片的产能壁垒犹在，产能严重过剩的概率极低。

六、硅光：用造 CPU 的方式造光芯片

既然磷化铟材料如此难以量产，难道全球 AI 算力要被少数材料厂卡死？科技巨头们自然不会坐以待毙——硅光应运而生。

技术路线简析

在进入硅光之前，有必要先梳理当前高速光芯片的主要技术路线：

• DML（直接调制激光器）：100G 低速时代的主流方案，原理类似手电筒通过快速开关来传送摩斯密码。当速率提升至 400G 以上，开关频率太高，光信号会严重失真，逐渐被淘汰。
• CW + 调制器方案：让光源持续发光，在前端加一个高速物理快门（调制器）来编码信号。调制器主要分两种：薄膜铌酸锂（TFLN）调制器（有望突破极限速率），以及集成在硅光芯片上的调制器。
• EML（电吸收调制激光器）：将连续光源与高速快门高度集成在同一颗微小芯片上，体积更小，调制速度极快。目前 EML 是 800G 和 1.6T 高速光模块中需求量最大、良率门槛最高的核心方案。

硅光的降维逻辑

传统光模块需要将透镜、调制器、隔离器等大量元器件在微米级空间里做微雕拼装，极度依赖精密封装的手艺。 硅光的逻辑是掀桌子：利用人类最擅长的硅基 CMOS 工艺作底座，把复杂的光路和调制器像印报纸一样批量印刷在硅晶圆上。 这一思路最早由英特尔提出——并非为了卖光模块，而是为了解决服务器间数据传输中铜线功耗爆炸的问题。英特尔利用制造 CPU 的工艺，在硅晶圆上直接刻出光波导、调制器、分光器等，将原本需要精密手工组装的光学系统变成了可批量复制的芯片。 凭借硅光芯片的降维优势，英特尔一度亲自下场做光模块，并在 2022 年前稳居全球前十。2023 年，英特尔将光模块业务出售给制造巨头 II-VI（Coherent 前身），但它点燃的这把火，在 800G/1.6T 时代被北美云大厂彻底推向了高潮。

云大厂为何是硅光最坚定的推手？

云大厂推动硅光的动机非常现实： 一方面，摆脱传统光芯片厂的产能勒索。传统 EML 方案中，昂贵的激光器芯片和复杂的微米级手工封装占据了极高的物料成本；而硅光方案一旦在台积电这类顶级代工厂里跑通良率，规模化生产的边际成本将大幅降低。 另一方面，极其现实的经济考量。面对动辄数百亿美元的 AI 基建投入，大厂有着最迫切的动机压低每块光模块的成本并提升部署稳定性。

七、硅光时代的产业链新格局

一块 1.6T 硅光模块是怎么诞生的？

：博通或 Marvell 不仅提供 DSP 大脑，还直接给出底层硅光芯片的设计图纸。 第二步，晶圆代工厂批量印刷：台积电、中芯国际等利用先进 CMOS 工艺，在 12 英寸硅晶圆上成批印出光子裸芯片。 第三步，引入外置光源：硅光芯片本身不发光，需要向 lumentum、元捷科技等磷化铟激光器厂商采购 CW 光源。 第四步，一级封装（中国厂商的绝对主场）：天孚通信等专业厂商利用昂贵的自动化设备和微米级精密封装工艺，将 CW 光源精准耦合到硅光芯片上，输出高度集成的硅光引擎。 第五步，二级封装与系统交付：光模块厂商买入硅光引擎，针对特定 DSP 芯片和云厂商的数据中心部署环境，设计电路板、解决散热与信号干扰问题，完成最终整机封装与系统级交付。

芯片巨头为何不亲自下场做完整模块？

这背后是清醒的财务算计：

• 毛利保护：芯片巨头的毛利率通常在 60% 以上，而光模块整机组装长期只有约 30%。亲自下场会立即拉低公司财务表现。
• 制造重担：1.6T 模块的系统调优与海量交付极其繁琐，需要大量昂贵设备与人力，是吃力不讨好的重资产陷阱——这恰恰是中国头部厂商的优势所在。

正是芯片巨头的这种财务算计，为中国头部厂商在硅光时代留住了生态位：天孚通信稳吃硅光引擎一级封装的红利；中际旭创与新易盛凭借强大的封装和系统级交付能力，将硅光模块出货占比做到了 50% 以上。 它们不仅没有被硅光革命淘汰，反而进化成了不可或缺的角色。

八、CPO：光模块的终局，还是新起点？

为什么可插拔光模块走向终点？

在传统架构中，交换芯片装在交换机主板正中央，光模块插在前面板，两者相距十几乃至数十厘米。数据需要以电信号形式通过 PCB 铜线跑完这段距离，再交由光模块完成转换。 在过去，这十几厘米的距离不是问题。但当交换机总带宽从 12.8T、25.6T 飙升至 51.2T 乃至 102.4T 时，高频电信号在 PCB 上的损耗触目惊心——用于在主板上运送电信号的功耗，甚至超过了芯片本身计算与交换数据所消耗的功耗。

CPO（光电共封装）是什么？

英伟达与博通给出了完全一致的解决方案：既然在主板上跑电信号这么费电，为何还要让它跑那么远去找光模块？干脆把硅光引擎直接贴在交换芯片旁边，封装在同一块基板上。 电信号从交换芯片出来走几毫米，直接进入硅光芯片，瞬间变成光信号传输出去。PCB 上的电损耗几乎清零，整体功耗大幅下降——这就是 CPO（Co-Packaged Optics，光电共封装）的本质。 英伟达的终极目标不止于此：它还希望将 CPO 技术用在 GPU 本身，即业内所称的 OYO（Optics in Your Origin）——把光引擎直接与 GPU 封在一起，让 GPU 之间直接用光通信，从根本上打破 NVLink 电连接的距离与功耗限制。

LPO：一剂治标不治本的过渡方案

面对这种生存危机，传统光模块巨头们推出了 LPO（Linear-drive Pluggable Optics，线性驱动可插拔光模块）作为过渡方案：直接拿掉光模块里最费电、发热最严重的 DSP 芯片，只保留纯粹的光学组件，让交换芯片直接驱动光模块，从而降低功耗与延迟。 这一方案保住了可插拔的物理形态，但当单通道速率突破 200G 向 3.2T 迈进时，没有 DSP 做信号补偿，系统传输的误码率将直接失控。物理定律无情：LPO 救不了插拔式光模块的命。 当算力洪流冲破 3.2T 的关口，CPO 将不再是选择题，而是唯一解。

九、CPO 时代的权力版图：谁出局，谁上桌？

CPO 时代到来后，整个光通信产业链的利益格局将发生一次大洗牌： 算力与网络寡头（英伟达、博通）：成为绝对霸主。它们不再只卖交换芯片或算力芯片，而是直接定义包含光连接在内的最底层算力系统架构，拿走最大份额的系统利润，并对下游所有供应商拥有绝对主导权。 台积电等晶圆级代工厂：接管最高端的底层封装权。传统低端电路板组装厂彻底出局，晶圆代工厂将利用最前沿的晶圆级先进封装技术，把交换芯片与硅光引擎直接焊在同一块硅基板上。 头部封测巨头：承接外溢的先进封装订单。由于台积电产能极其有限且昂贵，拥有先进封装技术底座的传统封测大厂将顺势成为 CPO 时代大规模量产的产能蓄水池。 上游材料与光源厂（lumentum、元捷科技等）：继续稳坐卖水人。CPO 极度怕热，必须将发热巨大的光源从芯片旁边移出，做成外置光源模块（ELS）。对大功率 CW 光源的极度依赖，让核心光芯片与材料厂成为 CPO 时代的战略稀缺资源。 高密度无源器件厂（康宁泰、晨光等）：变身不可或缺的光路专家。当光引擎被封在芯片旁边，交换机内部将布满密密麻麻的光纤网络，如何将外置光源的光极其精准地导入指甲盖大小的芯片，需要高密度光纤阵列和微型盲插连接器——它们不仅没有出局，反而成为 CPO 架构的必需品。 一级光引擎封装厂（天孚通信等）：有望穿越技术迭代的周期。即便台积电再强，在晶圆上精准耦合极其脆弱的光纤阵列依然需要数年积累的光学手艺。天孚通信等厂商将蜕变为替英伟达、博通做底层光电耦合的御用手艺人，有望继续留在牌桌上。 交换机与 AI 服务器整机代工厂（工业富联等）：将成为最致命的跨界收割者。当光引擎直接长在交换机主板上，负责组装整台交换机的代工厂凭借庞大的系统级散热设计和整机交付能力，顺理成章地接管了原本属于传统光模块厂商的价值。 传统光模块厂商：将迎来物理架构颠覆带来的严峻考验。面对金属外壳被取消、系统组装被整机代工厂抢走的困境，传统组装龙头只能被迫转向外置光源模块（ELS），或拼命向底层挤压，抢夺一级封装的生意。无论走哪条路，过去那种独占系统级红利、量价齐升的黄金岁月，大概率将一去不返。

十、两条产业演进线索：看清下一个十年

从传统磷化铟光模块，到硅光模块，再到 CPO，这部产业进化史背后可以总结出两条清晰的线索： 线索一：无情的物理定律。 光通信的每一次迭代，都是在对抗物理极限。未来的产业话语权不属于组装厂，而属于掌握 TFLN 极速调制器、大功率 CW 光源和底层晶圆封装的玩家。 线索二：产业权力的绝对收敛。 在英伟达和博通试图通过 CPO 完成终极整合的今天，没有任何外围硬件是绝对安全的。产业的剩余利润正在不可逆转地向最顶层的算力架构定义者和最底层的半导体制造寡头集中。 看懂这两条线索，便能在光通信板块的炒作喧嚣中保持清醒——看穿所有跨界与扩产背后的真实底牌。 在这个算力狂奔的时代，技术迭代不相信眼泪，一切都在被重塑。