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光模塊行業(yè)全景分析：技術(shù)演進(jìn)、市場格局與應(yīng)用拓展

1、光模塊行業(yè)概述

光模塊由各類光器件和光芯片封裝組成。光模塊的核心功能是光電信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換，應(yīng)用場景主要分為兩大領(lǐng)域：4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)、傳輸與數(shù)通網(wǎng)絡(luò)等為代表的電信領(lǐng)域；承載人工智能、元宇宙、AR/VR等應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。

光模塊的工作原理涉及到光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換的過程，需要考慮到多種因素，如傳輸速率、波長、傳輸距離等。因此，光模塊的性能指標(biāo)和特性對(duì)于光纖通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和傳輸距離有著重要的影響。

在發(fā)送端，一定速率的電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)激光器（LD）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，通過光功率自動(dòng)控制電路，輸出功率穩(wěn)定的光信號(hào)。在接收端，一定速率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測器（PD）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)速率的電信號(hào)。

2、光模塊行業(yè)現(xiàn)狀

近年來，人工智能技術(shù)飛速發(fā)展，算力需求呈現(xiàn)爆炸式增長，數(shù)據(jù)中心及網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求激增，推動(dòng)大型數(shù)據(jù)中心不斷擴(kuò)建與升級(jí)。在高速率光模塊需求拉動(dòng)下，光模塊市場規(guī)模有望持續(xù)增長。2024年全球光模塊市場規(guī)模約為144億美元，同比大幅增長52%，到2029年有望突破370億美元。

近年來政策層面對(duì)算力產(chǎn)業(yè)鏈不斷加碼，助推數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，隨著國產(chǎn)芯片能力、大模型能力的提升、人工智能應(yīng)用的發(fā)展，國內(nèi)算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)蓄勢待發(fā)。光模塊作為算力環(huán)節(jié)中國產(chǎn)化程度高，技術(shù)儲(chǔ)備前沿的核心產(chǎn)品，在算力持續(xù)升級(jí)及需求大幅增長等因素的驅(qū)動(dòng)下，將迎來快速增長。2018-2023年中國光模塊部署量占比全球25%-35%，2029年中國光模塊市場規(guī)模有望達(dá)65億美元。

近十年來，全球光模塊制造行業(yè)呈現(xiàn)“東進(jìn)西退”的趨勢，我國光模塊廠商發(fā)展迅速，北美傳統(tǒng)光模塊廠商市場份額逐步下滑，競爭格局相對(duì)集中。根據(jù)調(diào)查顯示，2024年全球光模塊供應(yīng)商Top10榜單，至2024年中國已有7家光模塊廠商進(jìn)入榜單，分別是中際旭創(chuàng)（Innolight）、新易盛（Eoptolink）、華為海思（Huawei）、光迅科技（Accelink）、海信寬帶（Hisense）、華工正源（HGGenuine）和索爾思光電（SourcePhotonics），且前三家中有2家為中國廠商。

2010、2016、2018和2024年全球前十大光模塊供應(yīng)商

資料來源：普華有策

近年來光模塊的下游應(yīng)用從簡單的數(shù)字短信通訊逐漸發(fā)展至5G時(shí)代在AR/VR、車/物聯(lián)網(wǎng)、元宇宙、工業(yè)智能化以及AI等領(lǐng)域的拓展。在人工智能產(chǎn)業(yè)中光模塊在數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備互聯(lián)、支撐新興應(yīng)用等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，為人工智能的發(fā)展提供了有力的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

3、光模塊行業(yè)下游應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心、電信等下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展催生光模塊需求持續(xù)增長，光模塊行業(yè)前景廣闊。

（1）數(shù)據(jù)中心

20世紀(jì)90年代起，光通信應(yīng)用從園區(qū)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的中短距離場景，延伸至大型數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)機(jī)架、板卡、模塊及芯片間。近年來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、AI領(lǐng)域加速發(fā)展，尤其Deepseek、GPT等AI大模型推出后，全球算力需求爆發(fā)，數(shù)據(jù)中心相關(guān)應(yīng)用（特別是人工智能產(chǎn)業(yè)）成為光模塊主要下游場景。人工智能訓(xùn)練與推理需處理海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器集群通過400G、800G、1.6T等高速光模塊連接服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備及交換機(jī)，構(gòu)建高速低延遲傳輸通道，提升算法效率；光模塊還在云計(jì)算中心與邊緣計(jì)算設(shè)備間搭建通信橋梁，如智能工廠中邊緣設(shè)備通過光模塊與云端AI平臺(tái)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳與智能控制；此外，光模塊助力服務(wù)器集群節(jié)點(diǎn)高速互聯(lián)，減少分布式訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)傳輸延遲，加速模型收斂。未來，數(shù)據(jù)通信市場增長將成為光模塊市場的主要驅(qū)動(dòng)力。

（2）電信市場

電信市場是光模塊應(yīng)用的發(fā)源地，20世紀(jì)80年代光纖誕生以來，光通信應(yīng)用從骨干網(wǎng)發(fā)展到城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和基站。目前國內(nèi)傳輸網(wǎng)絡(luò)基本完成光纖化。從電信網(wǎng)絡(luò)傳輸需求來看，5G傳輸網(wǎng)絡(luò)由前傳、中傳和回傳組成，分別將蜂窩基站、核心網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心連接起來，其中前傳主要使用10G、25G光模塊，中傳主要使用50G、100G、200G光模塊，回傳主要使用100G、200G、400G光模塊。前傳子系統(tǒng)具有長距離高密度的特點(diǎn)，相比中傳、回傳來說前傳對(duì)光模塊需求量最大。

近年來，我國大力推進(jìn)千兆光纖網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2024年底，固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)達(dá)到12.02億個(gè)，較上年末同比增長6,612萬個(gè)。其中，光纖接入（FTTH/O）端口達(dá)到11.6億個(gè)，較上年末同比增長6,570萬個(gè)，具備千兆網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的10GPON端口數(shù)達(dá)2,820萬個(gè)，較上年末同比增長518.3萬個(gè)。截至2024年末我國5G基站數(shù)量達(dá)到425.1萬個(gè)，同比增長87.4萬個(gè)。5G基站占移動(dòng)電話基站總數(shù)達(dá)33.6%，占比較2023年末增長4.5%。

2020-2024年我國移動(dòng)電話基站數(shù)量（萬個(gè)）

資料來源：普華有策

4、光模塊行業(yè)發(fā)展趨勢

在信息技術(shù)日新月異的當(dāng)下，光模塊作為光通信領(lǐng)域的關(guān)鍵部件，其行業(yè)發(fā)展趨勢備受矚目。從市場動(dòng)態(tài)到技術(shù)革新，從應(yīng)用拓展到產(chǎn)業(yè)格局重塑，光模塊行業(yè)正經(jīng)歷著深刻變革。

（1）光模塊向高速率、低功耗、低成本和智能化方向演進(jìn)

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)數(shù)據(jù)流量（東西向流量）占比大，光模塊向高速率、低功耗、低成本和智能化方向演進(jìn)。速率方面，提升驅(qū)動(dòng)力主要來自交換芯吞吐容量和Serdes帶寬提升，Serdes是ASIC芯片與外界交換數(shù)據(jù)的基本單元，光端口帶寬為Serdes帶寬整數(shù)倍，如100GCAUI4端口包含4個(gè)25GNRZSerdes。功耗方面，400Gb/s光模塊早期功耗為10~12W，預(yù)計(jì)隨著技術(shù)進(jìn)步長期功耗有望降低至8~10W；目前800Gb/s光模塊功耗為16W左右，此外光電共封裝光引擎（CPO）技術(shù)也是未來發(fā)展趨勢，通過光引擎與交換芯片合封來降低互連SerDes功耗及成本能夠降低光模塊未來隨著速率提升而帶來的功耗指數(shù)級(jí)增長。降低成本方面，主要通過調(diào)整機(jī)柜布局、DAC代替光纜、非相干方案長距離拓展等途徑實(shí)現(xiàn)。智能化方面，AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能光模塊健康度監(jiān)控及故障預(yù)警等功能的增加也對(duì)光模塊提出了新的要求。

（2）應(yīng)用場景持續(xù)拓展

光模塊應(yīng)用領(lǐng)域正不斷延伸。除傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心、電信網(wǎng)絡(luò)、光纖寬帶外，在物聯(lián)網(wǎng)、車路協(xié)同、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、量子通信等新興領(lǐng)域也嶄露頭角。在車路協(xié)同中，車載LiDAR采用的抗振加固型10G光模塊，可耐受復(fù)雜振動(dòng)環(huán)境，保障車輛與外界高效通信；工業(yè)場景里，10G單纖雙向光模塊通過嚴(yán)苛浪涌測試，適配工業(yè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)μs級(jí)實(shí)時(shí)控制；量子通信中的光模塊則用于單光子探測，支撐高安全通信。這些新興應(yīng)用為光模塊行業(yè)注入全新增長動(dòng)力。

（3）產(chǎn)業(yè)鏈整合與生態(tài)協(xié)同深化

頭部企業(yè)為增強(qiáng)競爭力、保障供應(yīng)鏈穩(wěn)定，紛紛加速產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合。通過自研光芯片、拓展上下游業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)“光芯片-模塊-設(shè)備”全鏈條貫通，提升關(guān)鍵元件國產(chǎn)化率，降低對(duì)進(jìn)口芯片依賴。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與企業(yè)合作日益緊密，上下游協(xié)同創(chuàng)新蔚然成風(fēng)。如光模塊廠商與AI芯片、交換機(jī)企業(yè)深度綁定，聯(lián)合優(yōu)化產(chǎn)品性能，共同打造完整解決方案，以適應(yīng)市場多元化需求，推動(dòng)光模塊產(chǎn)業(yè)生態(tài)良性發(fā)展。

《2025-2031年光模塊行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利，競爭格局、上游原材料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場前景預(yù)測、進(jìn)出口數(shù)量/金額/地區(qū)/國家、投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）