光模块全产业链深度分析报告

第一章 光模块全产业链概述

1.1 产业链定义及范围

光模块是实现光信号与电信号相互转换的核心光电子器件，是现代高速信息网络的关键组成部分，广泛应用于数据中心、电信网络、工业互联等场景。其核心功能是完成光信号的产生、传输、接收与转换，支撑高速率、远距离、大容量的信息传输需求。

光模块全产业链涵盖从上游核心元器件研发制造、中游光模块封装测试到下游应用场景部署的完整链路，涉及光学、电子、材料、通信等多个技术领域，产业链条长、技术密集度高、细分环节众多，其发展水平直接影响全球信息通信网络的传输效率与性能上限。

1.2 产业链结构

光模块产业链呈现清晰的 “上游元器件 — 中游制造 — 下游应用” 三级结构，各环节协同联动，共同构成完整的产业生态：

1.2.1 上游：核心元器件及原材料

上游是光模块产业的技术基础，主要包括光芯片（激光器、光探测器）、电芯片（DSP、Driver、TIA）、光纤光缆、连接器、无源器件（隔离器、耦合器）等核心元器件，以及金属外壳、PCB 板、导热材料等辅助材料。其中，光芯片（激光器、探测器）和电芯片（DSP）是决定光模块性能、功耗与成本的核心环节，技术壁垒最高；光纤光缆、连接器等则直接影响光模块的传输距离与连接可靠性。

1.2.2 中游：光模块设计、封装与测试

中游是产业链的核心制造环节，包括光模块的设计研发、芯片封装、光学耦合、电性能测试、环境可靠性测试等流程。该环节需整合上游各类元器件，通过精密制造与测试技术，实现光模块的小型化、高密度、低功耗与高可靠性。核心企业主要专注于光模块的整体设计、封装工艺优化与测试方案开发，部分龙头企业已向上游延伸，布局光芯片、硅光等核心技术。

1.2.3 下游：应用场景与终端客户

下游是光模块的需求端，主要包括数据中心（云计算、AI）、电信网络（5G 前传 / 中传 / 回传、骨干网、城域网）、工业互联、汽车电子、医疗设备等应用场景。终端客户主要分为三类：一是云计算巨头（微软、亚马逊、谷歌、Meta 等），需求集中在高速率（400G/800G/1.6T）数通光模块；二是电信设备商（华为、爱立信、诺基亚等），需求覆盖电信级光模块；三是工业、汽车等领域的行业客户，需求以中低速光模块为主。

1.3 产业链核心特征

1. 技术驱动型产业
   
   光模块行业技术迭代速度快，传输速率从百兆、千兆向 800G/1.6T/3.2T 演进，封装形式从 SFP 向 QSFP、OSFP、CPO 升级，核心技术（硅光、相干、液冷）持续突破，技术研发能力是企业核心竞争力。
2. 供需联动紧密
   
   下游需求直接驱动行业发展，AI 数据中心建设、云计算资本开支增长、5G 网络升级等需求变化直接影响光模块的技术路线与市场规模；上游元器件的技术成熟度与供应稳定性则制约中游制造的产能与成本。
3. 全球化竞争格局
   
   产业链呈现全球化分工特征，国际巨头（Coherent、II-VI、Lumentum）在高端光芯片、核心器件领域占据优势，中国企业（中际旭创、新易盛、H3C）在中高端光模块制造与封装测试领域快速崛起，全球市场竞争激烈。
4. 高附加值与高壁垒
   
   光模块尤其是高速率（800G 及以上）产品技术壁垒高，涉及光学设计、精密制造、测试校准等多个复杂环节，产品附加值高，头部企业凭借技术与规模优势形成较强竞争壁垒。

第二章 光模块产业链上游分析

2.1 核心元器件分类及技术要求

2.1.1 激光器

激光器是光模块的 “光源”，负责将电信号转换为光信号，其性能直接决定光模块的传输速率、传输距离与功耗，是光模块最核心的元器件之一。

根据技术类型与应用场景，光模块常用激光器主要包括：

• EML（电吸收调制激光器）
  
  采用 “激光器 + 电吸收调制器” 集成结构，调制速率高、色散容限大，适用于中长距离、高速率光模块（400G/800G/1.6T），是当前高速光模块的主流光源方案。中际旭创、新易盛等企业的 800G/1.6T 光模块均广泛采用 EML 激光器。
• VCSEL（垂直腔面发射激光器）
  
  垂直出光、成本低、功耗小、可靠性高，适用于短距离（≤300m）光模块，主要应用于数据中心内部短距互联，如 QSFP28、SFP28 等短距光模块。
• DFB（分布反馈激光器）
  
  单模输出、波长稳定性好、阈值电流低，适用于中低速、中长距离光模块，如 10G/25G 电信级光模块、千兆 SFP 光模块。

激光器的核心技术要求包括：输出功率稳定性（±0.5dB 以内）、波长精度（中心波长偏差≤±5nm）、调制速率（匹配光模块传输速率）、可靠性（工作温度范围 - 40℃~85℃工业级要求）等。

2.1.2 光探测器

光探测器是光模块的 “光信号接收器”，负责将接收到的光信号转换为电信号，核心类型包括 PD（光电二极管）和 APD（雪崩光电二极管）：

• PD
  
  结构简单、成本低、响应速度快，适用于短距离、中低速率光模块，如百兆 / 千兆 SFP 光模块、10G SFP + 光模块。
• APD
  
  具备雪崩增益效应，灵敏度高、接收距离远，适用于长距离、高速率光模块，如 40G/100G 长距光模块、800G ZR/ZR + 相干光模块。

光探测器的核心技术要求包括：接收灵敏度（≤-14dBm@BER=10⁻¹²）、响应带宽（匹配光模块传输速率）、暗电流（≤1nA）、过载功率（≥-3dBm）等。

2.1.3 DSP 芯片

DSP（数字信号处理）芯片是高速光模块的 “大脑”，负责对电信号进行调制解调、均衡、纠错等数字信号处理，是实现高速率、长距离传输的关键器件。尤其是 400G 及以上速率光模块，必须依赖高性能 DSP 芯片实现信号处理与补偿。

DSP 芯片的核心技术要求包括：处理速率（匹配光模块传输速率，如 800G 光模块需支持 8×100G 并行处理）、功耗（≤4W@7nm 工艺）、算法优化（支持 FEC 纠错、CTLE 均衡等功能）、集成度（高集成度降低封装体积）。

当前主流 DSP 芯片供应商包括 Marvell、Broadcom、华为海思等，中际旭创 2024 年与 Marvell 联合推出 800G ZR/ZR + 光模块，采用 Marvell Orion 相干 DSP，是业界首款适用于小型可插拔模块的 800Gbps 相干 DSP。

2.1.4 光纤及光缆

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10. 20250422-华源证券-万源通-920060-深耕消费＆汽车电子PCB业务，乘势服务器、光模块赛道发展东风.pdf
11. 20250513-国信证券-通信行业专题报告：数据中心互联技术专题三，AI变革推动硅光模块快速发展.pdf
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13. 20250814-开源证券-投资策略专题：液冷，下一个光模块&PCB.pdf
14. 20250815-慧博智能投研-慧博研报炼金之研报头条精华：液冷，下一个光模块&PCB.pdf
15. 20250818-长江证券-通信行业：光模块框架培训PPT.pdf
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17. 20250908-慧博智能投研-光模块行业深度：驱动因素、现状及趋势、产业链及相关公司深度梳理.pdf
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19. 20251022-华泰证券-联特科技-301205-光模块行业新锐，享AI时代发展机遇.pdf
20. AIGC行业深度报告（16）：液冷，AI时代的下一个“光模块”-华西证券.pdf
21. ODCC开放数据中心委员会：2025年400G BR4光模块技术规范.pdf
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28. 2025年面向800G1.6T光模块的液冷关键技术白皮书-ODCC开放数据中心委员会.pdf
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35. 20240929-华创证券-新易盛-300502-深度研究报告：乘需求释放之风，扬盈利能力之帆，高速光模块领军者未来可期.pdf

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