title: 光模块技术趋势 date: 2026-06-22

光模块基础：400G/800G/1.6T演进逻辑

::: info 更新时间 2026-06-22 | v1.0 初版 :::

一句话结论

光模块速率从400G向800G/1.6T升级是AI数据中心的核心需求，800G光模块是当前AI服务器互联的主力方案，A股中际旭创是全球Top3的800G供应商，将直接受益于这轮速率升级浪潮。

在AI算力链中的位置

AI服务器（NVIDIA GPU集群）
    ↓ 服务器间互联（光网络）
光模块（400G/800G/1.6T）
    ↓ 插入交换机/路由器
光纤跳线/波分复用设备
    ↓ 上游
光芯片（EML/InP/SiPh）→ 光模块厂商（旭创/新易盛/Coherent/Lumentum）

一句话定位：光模块是AI服务器集群内部和集群之间光信号传输的入口，速率升级直接拉动光模块量价齐升。

技术原理（小白版）

什么是光模块？

光模块（Optical Transceiver）= 光发射器（TOSA） + 光接收器（ROSA） + 驱动电路 + 控制电路

核心功能：

1. 将电信号（来自交换机/路由器芯片）转换为光信号
2. 通过光纤传输
3. 接收端将光信号转换回电信号

传输速率演进

关键参数

产业链拆解

上游：光芯片（最核心，利润最高）

重要结论：光芯片占光模块成本的50-70%，AI服务器用800G光模块的DSP芯片目前主要由Marvell和博通提供，是潜在的供应链风险点。

中游：光模块制造

下游：云厂商/交换机厂商

• 云厂商直接采购光模块：亚马逊AWS/谷歌Cloud/微软Azure/Meta直接向Coherent/旭创/新易盛采购
• 交换机厂商代购：思科/Arista/华为采购光模块+自产交换机
• AI服务器整机厂：超微电脑/SMCI采购光模块用于AI服务器

国际龙头 vs A股映射

核心跟踪指标

当前市场分歧

多头逻辑：

• AI服务器集群扩张 → 光模块用量从"每台服务器1个"升级到"每GPU互联多个"
• 800G单价是400G的3-4倍，2024-2026年800G渗透率快速提升
• 中际旭创已切入谷歌/亚马逊/微软三大北美云厂商

空头逻辑：

• 中国光模块产能扩张太快（旭创/新易盛/光迅/博创都在扩800G），2025年可能价格战
• CPO（共封装光学）技术成熟后可能替代可插拔光模块
• 中际旭创大客户集中度高（谷歌占比高），若大客户自研影响显著

反证条件

出现以下情况，说明光模块景气低于预期：

1. 中际旭创毛利率跌破25%：价格战已经开始
2. 海关总署光模块出口金额环比连续2个月下滑：需求放缓信号
3. DSP芯片（Marvell/博通）交货周期缩短至<8周：供需紧张度缓解
4. Coherent/Lumentum财报大幅下修指引：全球光模块景气下降

来源卡片

2. LPO线性直驱光模块

::: info 更新时间 2026-06-22 | v1.0 初版 :::

一句话结论

LPO用线性TIA/Driver替代DSP，去掉数字信号处理功耗和延迟，专门适合AI服务器GPU集群短距离互联（<30m），功耗降低50%+、延迟降低100倍，是800G光模块在AI场景的最快落地技术路线。

在AI算力链中的位置

AI服务器内部
    GPU ↔ NVLink（板内）→ LPO光模块 ↔ 交换机（<30m距离）
        ↑ LPO用线性Driver替代DSP，功耗/延迟大幅降低

适用场景：
- AI服务器内部互联（GPU到TOR交换机）：距离<30m，DSP性能过剩
- 不适合：跨机房/长距离（>500m），需要DSP做信号补偿

技术原理（小白版）

为什么需要LPO？

传统光模块架构（DSP方案）：

交换机芯片（SerDes）→ DSP（数字信号处理）→ TIA（跨阻放大器）→ Driver → 激光器
                         ↑ 这里功耗最高（~3-4W）

DSP芯片的作用：

1. 信号补偿：长距离传输后信号衰减，DSP做数字恢复
2. 时钟恢复：从信号中提取时钟
3. 误码纠错：保证传输质量

但AI服务器内部互联距离<30m，信号衰减很小，DSP的性能完全过剩，反而增加了功耗和延迟。

LPO架构

交换机芯片（SerDes）→ TIA（跨阻放大器）→ Driver → 激光器
                      ↑
              线性放大（功耗~0.5W）
              无需DSP，延迟<1ns

产业链拆解

LPO核心元器件

LPO阵营：

• Macom（美国）：线性Driver+TIA芯片领导者，已推出LPO完整解决方案
• Credo（美国/中国香港）：DSP+LPO双线布局，Credo Dove系列
• 中际旭创：已发布LPO光模块产品，2024年送样，2025年有望量产
• 新易盛：LPO产品研发中

核心跟踪指标

当前市场分歧

多头逻辑：

• AI服务器功耗是数据中心最大痛点，LPO降低50%功耗直接解决痛点
• NVIDIA在NVLink网络中推广LPO，生态支持强
• 2024年是LPO元年，2025-2026年规模出货

空头逻辑：

• LPO去掉DSP后，误码率控制是技术挑战，部分云厂商仍在测试
• 传输距离限制（<30m）限制了应用范围
• 标准化尚未完成，不同厂商方案互操作性差

反证条件

出现以下情况，说明LPO渗透率低于预期：

1. Macom/Credo LPO芯片营收连续两个季度无增长：商业化进展慢于预期
2. 中际旭创LPO产品送样后一年仍未量产：量产稳定性存疑
3. 北美云厂商采购仍以传统DSP光模块为主：短期难以替代

来源卡片

3. NPO/CPO/OIO演进逻辑

::: info 更新时间 2026-06-22 | v1.0 初版（本文已修正：移除错误归类的Run:AI） :::

一句话结论

从可插拔光模块→NPO→CPO→Optical I/O是光互联的演进方向，CPO在51.2T交换芯片时代是解决SerDes功耗问题的最优解，但可维护性和标准化是商业化瓶颈，Optical I/O是更长期（2028年+）的远期方向。

在AI算力链中的位置

AI服务器集群
    ├── 板内互联（<1m）：Optical I/O（NVIDIA/Arm主导）
    ├── 板间互联（<30m）：LPO（当前主流）
    ├── 跨服务器互联（<500m）：NPO/CPO（下一代）
    └── 跨机房（>500m）：传统可插拔光模块（不变）

技术演进节奏：
LPO（2024-2026年量产）→ NPO（2025-2027年）→ CPO（2026-2028年）→ Optical I/O（2028年+）

技术原理（小白版）

什么是NPO？

NPO（Near Pluggable Optics，近共封装光学）：

• 光引擎仍可插拔，但更贴近交换机芯片（距离<5cm）
• 功耗比传统可插拔降低30-40%
• 介于可插拔和CPO之间，作为过渡方案

什么是CPO？

CPO（Co-packaged Optics，共封装光学）：

传统架构：
[交换机芯片] → PCB（长距离） → [光模块（可插拔）] → 光纤

CPO架构：
[交换机芯片 + 光引擎] → 同一封装基板上 → 直接出光纤
                       ↑ 共封装，不再有PCB走线

核心区别：光引擎被"焊接"到与交换机芯片同一块主板上，而不是插在面板的可插拔笼子里。

CPO的商业化瓶颈

1. 可维护性：CPO光引擎封装在交换机主板上，一旦故障需整机维修，云厂商担心运维成本
2. 标准化：CPO标准尚未统一（Intel/Cisco/Broadcom各自方案）
3. 散热：光引擎与交换机芯片同封装，散热设计极其复杂
4. 生命周期：云厂商希望交换机芯片3-5年升级，可插拔光模块可以独立更换，CPO绑定后升级成本高

Optical I/O是什么？

Optical I/O（光输入/输出）：将光接口直接集成在芯片上（晶圆级），是比CPO更激进的方案。

Optical I/O：
芯片（GPU/CPU）直接出光，无需SerDes，无需光模块
2024年NVIDIA在Rubin架构中提出Optical I/O愿景
目前仍处于早期研究阶段，商业化时间线：2028年+

产业链拆解

CPO主要玩家

特别说明：本文曾错误将 Run:AI（GPU编排软件平台）归类为CPO玩家，特此修正。Run:AI是被NVIDIA收购的AI工作负载管理软件公司，其产品定位是AI计算资源的软件调度和虚拟化，与光互联硬件无直接关系。

核心跟踪指标

当前市场分歧

多头逻辑：

• 51.2T交换芯片（2025-2026年商用）SerDes功耗是数据中心无法承受的痛点
• CPO是唯一能系统性解决51.2T交换芯片功耗问题的方案
• 头部云厂商（Meta/微软/谷歌）已在实验室验证，正推进商用

空头逻辑：

• CPO可维护性问题是云厂商的核心顾虑，"必须断电才能更换"是不可接受的
• 标准化未完成，不同厂商的光引擎无法互换
• LPO作为过渡方案可能延缓CPO的商业化节奏

反证条件

出现以下情况，说明CPO渗透率低于预期：

1. Intel/Broadcom CPO产品发布推迟1年以上：技术难度超预期
2. 主要云厂商（Meta/微软）明确表示短期不考虑CPO：需求侧动力不足
3. LPO方案被主流云厂商大规模采用（>50%）：过渡方案延缓替代
4. 台积电台积电硅光代工产能无人问津：产业生态未形成

来源卡片

4. CPO光学封装与磷化铟（InP）底衬材料

::: info 更新时间 2026-06-25 | v1.0 新增 :::

一句话结论

CPO光学引擎的核心光源——磷化铟（InP）激光器底衬，是当前CPO商业化路上最被低估的瓶颈环节。InP晶圆被少数国际大厂垄断（贰陆/II-VI、Lumentum、住友电工），且InP与硅光的异构集成良率低、成本高，是CPO降本放量前必须突破的材料关。

磷化铟是什么？

磷化铟（Indium Phosphide，InP）是继砷化镓（GaAs）之后的第三代III-V族化合物半导体材料，专门用于制造高频、高速率激光器和探测器，是800G/1.6T光模块和CPO光引擎的核心底衬材料。

InP vs 其他半导体材料

InP是唯一能在1550nm C波段实现>100Gbaud直接调制/EML的实用材料，而硅光自身无法产生光源，必须外接InP激光器。

CPO为什么离不开InP？

CPO光引擎的核心架构：

[交换机芯片 ASIC] ←电→ [硅光芯片（调制器/波导/探测器）] ←光→ [InP激光器光源（底衬）]
                                                      ↑
                                              通过光纤耦合或 wafer-to-wafer 键合

CPO光引擎必须包含InP激光器，原因有三：

1. 硅光调制器无法发光：硅是间接带隙半导体，无法发光。硅光芯片上的调制器、探测器、波导都是被动器件，真正的光源（激光器）必须由InP制造。
2. EML性能要求：CPO要求激光器具备>100Gbaud的调制速度，只有InP EML（电吸收调制激光器）能满足，GaAs VCSEL无法达到CPO所需的波长和速率组合。
3. 1550nm C波段是长距/高速标准：AI数据中心互联向单波200G/400G演进，必须用1550nm（C波段），InP是该波段的唯一实用激光材料。

CPO光引擎的两种InP集成路线

当前主流CPO原型采用方案A（光纤耦合），方案B（异构集成）是长期目标。

磷化铟底衬的产业链格局

InP晶圆供应链（全球寡头垄断）

关键门槛：

• InP晶圆需要4-6寸的特殊生长工艺（VGF / LEC 生长法），全球能做的厂商不超过10家
• 用于EML的InP晶圆需经过外延生长（MOCVD/MBE），外延层厚度/掺杂控制是核心know-how
• 良率瓶颈：EML芯片良率约40-60%，是成本高企的主要原因

中国InP底衬现状

结论：中国大陆InP底衬产能严重不足，短期内CPO所需的InP EML激光器几乎全部依赖进口（美国贰陆/Lumentum + 日本住友）。

CPO + InP的成本拆解

InP EML占CPO光引擎成本的35-45%，是单一最大成本项，且降价空间有限（供应商高度集中）。

InP底衬对CPO商业化的影响

核心矛盾：

• CPO降本需要规模效应 → 但InP EML扩产周期长（新建产能需18-24个月）
• CPO需要异构集成（InP on Si） → 但良率极低（<30%），成本居高不下
• 中国CPO发展受InP出口管制风险 → 国产InP尚未成熟

供应链风险点：

• 贰陆/II-VI已与Coherent合并，InP业务集中在同一实体，存在供应集中风险
• 美国出口管制若将InP EML纳入管制清单，CPO光引擎将面临断供风险
• 日本住友是唯一非美系大供应商，是最关键的非美系备选

核心跟踪指标

来源卡片