光模塊掘金攻略
近期,隨著英偉達(dá)GB300的發(fā)布,資本市場對算力產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注度再度提升,其中光模塊(CPO)行業(yè)更是受到資金的熱烈追捧!
光模塊是一種硬件設(shè)備,其核心功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)(通過光纖傳輸),再把接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)回電信號(hào)。簡單來說,它就是電子設(shè)備與光纖網(wǎng)絡(luò)之間的“翻譯器”。CPO(Co - Packaged Optics)是一種封裝技術(shù),它將光模塊的核心部件(光引擎)與計(jì)算芯片(如GPU、交換機(jī)芯片)直接封裝在同一基板上,從而縮短信號(hào)傳輸距離。

光模塊是CPO的“前身”,CPO通過硅光技術(shù)(在硅基芯片上集成光學(xué)器件)實(shí)現(xiàn)光引擎微型化,然后與芯片封裝融合。在短距高速場景,如機(jī)柜內(nèi),CPO憑借低功耗、高密度成為首選;而在中長距場景,如跨機(jī)房,傳統(tǒng)光模塊仍占主導(dǎo)地位,因?yàn)镃PO信號(hào)衰減大。一臺(tái)AI服務(wù)器可能同時(shí)使用CPO(GPU間互聯(lián))和傳統(tǒng)光模塊(機(jī)柜間連接)。
光模塊和CPO共同推動(dòng)數(shù)據(jù)中心向低功耗、高帶寬演進(jìn)。未來在AI算力爆發(fā)的情況下,CPO可能成為超算的“心臟”,而光模塊仍是網(wǎng)絡(luò)的“血管”。

一、產(chǎn)業(yè)上下游情況
光通信行業(yè)上游原材料主要由光/電芯片、PCB等構(gòu)成,中游光器件包括光組件(有源組件、無源組件),光組件通過不同封裝方式構(gòu)成光模塊。下游應(yīng)用于光通信系統(tǒng)設(shè)備中,主要面向電信運(yùn)營商、云服務(wù)廠商、數(shù)據(jù)中心廠商等領(lǐng)域。

CPO產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)金字塔結(jié)構(gòu),各環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘與價(jià)值分布不均。上游材料與設(shè)備中,硅光芯片是決定光轉(zhuǎn)換效率的核心材料,25G以上芯片國產(chǎn)化率不足30%;磷化銦襯底是高端激光器關(guān)鍵材料,被日美企業(yè)壟斷。中游制造與封裝環(huán)節(jié),光引擎集成占據(jù)CPO價(jià)值占比40%,技術(shù)壁壘最高;測試驗(yàn)證環(huán)節(jié)成本占產(chǎn)品總成本25%以上。

二、市場發(fā)展前景
根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)YOLE Group的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2029年光模塊市場將顯著增長至224億美元。這一預(yù)期增長主要得益于云計(jì)算服務(wù)商和電信運(yùn)營商對400Gbps及以上高速數(shù)據(jù)模塊持續(xù)的高需求。

光模塊是全球AI投資中算力網(wǎng)絡(luò)端的重要環(huán)節(jié),AI成為光模塊數(shù)通(數(shù)據(jù)通訊)市場的核心增長力。根據(jù)Yole預(yù)測,全球受AI驅(qū)動(dòng)的光模塊市場預(yù)計(jì)在2024年將達(dá)到同比45%的增長。從細(xì)分領(lǐng)域來看,用于以太網(wǎng)&Infiniband的光模塊、用于數(shù)通短距離互聯(lián)場景的AOC有源光模塊,兩者在2029年市場規(guī)模將分別達(dá)到118億美元和27億美元,2023 - 2029年的年復(fù)合增速將分別達(dá)14%和18%。

未來5年數(shù)據(jù)通信市場的增長驅(qū)動(dòng)力主要來自400G以上高速率光模塊的需求。全球云計(jì)算服務(wù)提供商對計(jì)算能力和帶寬需求的持續(xù)增長,以及他們在服務(wù)器、交換機(jī)和光模塊等硬件設(shè)備上的資本支出的增加,將推動(dòng)光模塊產(chǎn)品向更高速率的800G、1.6T甚至更高端產(chǎn)品的迭代升級(jí)。LightCounting預(yù)測,到2029年,400G + 市場預(yù)計(jì)將以28%以上的復(fù)合年增長率(每年約16億美元以上)擴(kuò)張,達(dá)125億美元。其中800G和1.6T產(chǎn)品的增長尤為強(qiáng)勁。

三、行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)公司分析
1、天孚通信:英偉達(dá)CPO合作伙伴
天孚通信是業(yè)界領(lǐng)先的光器件整體解決方案提供商和光電先進(jìn)封裝制造服務(wù)商,成立于2005年,2015年在中國創(chuàng)業(yè)板上市。天孚通信是英偉達(dá)CPO交換機(jī)的官方技術(shù)合作對象,當(dāng)前其多通道光纖耦合陣列、ELS外置光源模塊等無源及有源產(chǎn)品已進(jìn)入小批量階段。
天孚通信營業(yè)收入及歸母凈利潤保持了相對穩(wěn)定的高速增長。2020 - 2024年,營業(yè)收入由8.73億元增長至32.52億元,年復(fù)合增長率達(dá)38.91%。2020 - 2024年,歸母凈利潤由2.79億元增長至13.44億元,年復(fù)合增長率達(dá)48.12%。天孚通信收入結(jié)構(gòu)中光有源器件和光無源器件占主導(dǎo)。2024年光有源器件收入占比50.91%;光無源器件收入占比48.48%;其他收入占比0.62%。

2、太辰光:MPO領(lǐng)先供應(yīng)商
太辰光是全球最大的光密集連接產(chǎn)品制造商之一。數(shù)據(jù)中心建設(shè)與光模塊速率提升催化MPO連接器需求高增,公司深耕海外十余載,聚焦CPO推出ShuffleBox等光纖重排方案,隨著海外算力龍頭CPO產(chǎn)品交付,業(yè)績彈性突出。
MPO(多芯光纖連接器)與CPO(光電共封裝)是光通信領(lǐng)域的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù),它們分別解決不同層級(jí)的傳輸問題,同時(shí)又在實(shí)際應(yīng)用中緊密協(xié)同。MPO是實(shí)現(xiàn)光纖高密度連接的集合器,如24芯/48芯排列成一排,通過精密PIN針(誤差<0.5μm)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對齊。CPO交換機(jī)內(nèi)部需要部署大量光纖,使用高芯數(shù)高密度的連接器可以顯著減少前端所需的端口數(shù)量,從而簡化部署并提高集成效率。

太辰光產(chǎn)品矩陣中包括了MPO和Shuffle器件,同時(shí)具備MT插芯的生產(chǎn)能力,在MT插芯緊缺的背景下對MPO的核心器件供應(yīng)形成保障。2024年初以來,旺盛需求致使MT插芯供給緊缺,太辰光配套自產(chǎn)MT插芯的MPO產(chǎn)品已通過國外重大客戶的質(zhì)量認(rèn)證,并實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng),維持了公司在MPO市場地位的領(lǐng)先性。

2025年4月,太辰光發(fā)布公告,宣布與USConec正式簽署MDC(Miniaturized Dual - fiber Connector)連接器全球?qū)@S可協(xié)議,獲得其11項(xiàng)核心專利的非獨(dú)占許可。
2020 - 2024年,營業(yè)收入由5.74億元增長至13.78億元,年復(fù)合增長率達(dá)24.49%。歸母凈利潤由0.76億元增長至2.61億元,年復(fù)合增長率達(dá)36.34%。

3、源杰科技——光芯片
公司主營業(yè)務(wù)為光芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與銷售,主要產(chǎn)品包括2.5G、10G、25G、50G及更高速率激光器芯片系列產(chǎn)品等,目前主要應(yīng)用于光纖接入、4G/5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。
光芯片是半導(dǎo)體領(lǐng)域中的光電子器件核心元件。光電子器件是半導(dǎo)體的重要分類,光芯片是實(shí)現(xiàn)光轉(zhuǎn)電、電轉(zhuǎn)光、分路、衰減、合分波等基礎(chǔ)光通信功能的芯片,是光器件和光模塊的核心。

光芯片位于光通信產(chǎn)業(yè)鏈上游位置。光芯片行業(yè)上游主要為原材料和生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商;光芯片行業(yè)中游主要為下游光模塊廠商提供有源光芯片(主要包括激光器芯片和探測器芯片)以及無源光芯片(主要包括PLC和AWG芯片);下游光模塊廠商將光芯片嵌入到光器件后,再將其與其他結(jié)構(gòu)部件組合封裝制成光模塊。

國內(nèi)光芯片市場高速增長,產(chǎn)業(yè)政策重點(diǎn)支持。2015年,我國光芯片市場規(guī)模僅為5.56億美元,此后受益于互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展帶來的大量新型基礎(chǔ)設(shè)施需求,光通信市場光芯片市場加速發(fā)展,未來幾年大量數(shù)據(jù)中心設(shè)備更新和新數(shù)據(jù)中心落地也會(huì)持續(xù)助力光芯片市場規(guī)模的增長,預(yù)計(jì)至2026年我國光芯片市場有望擴(kuò)大至29.97億美元。

源杰科技數(shù)據(jù)中心100G PAM4 EML芯片已完成客戶驗(yàn)證,大功率激光器芯片產(chǎn)品亦已獲得千萬級(jí)采購訂單。數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展,光模塊正加速向高速率演進(jìn),逐步從400G/800G向1.6T等更高速率發(fā)展。
2020 - 2024年,源杰科技營業(yè)收入及歸母凈利潤波動(dòng)較大,未來幾年預(yù)期逐漸平穩(wěn)。

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