行业洞察丨从技术升级到国产化趋势：中国光模块行业将持续发展

光模块已经成为主流的固网通信方式，并不断与人工智能、大数据等先进技术结合，为5G时代的各行各业赋能；光模块是光通信领域的核心部件，在光信号和电信号的产生、转换和处理中发挥着重要作用。

光通信是满足5G时代网络需求的重要产业，主要包括设备/零部件层、技术层和应用层三个层级。设备/零部件层主要包含光/电芯片、光模块、光通信设备三部分，技术层中的全光网是提升网络传输速率和容量的关键技术；应用层主要为通信网络服务和5G。中国5G基础设施建设为光通信行业发展打下坚实基础，目前行业向5G+趋势发展，并持续与人工智能、大数据等先进技术相结合，赋能各行各业，提升产业效率，推动产业升级。

光模块是光通信中的重要组成部分，发挥着实现光电转换的重要作用，其主要原理是发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。根据封装形式、传输速率、网络拓扑结构等分类方式，光模块分为多种类型，可满足不同光通信应用场景的需求。

光模块产业链的上游，光芯片约占光模块成品的20-50%，是决定高速光模块迭代的关键技术；在光模块产业链的中游，中国领先的光模块厂商在全球光模块领域的研发水平已经具备一定优势；光模块产业链的下游主要是电信和网络设备商、电信网络和数据中心。

光模块传输速率越高，则结构越复杂，也因此需要不同的封装方式。光模块封装标准是由各大光通信标准化组织制定的，其中包括IEEE（电气和电子工程师协会）、ITU-T（国际电联），还有MSA（多源协议）、OIF（光互联论坛）、CCSA（中国通信标准化协会）等。

按照封装方式分类，光模块可分为：1×9、GBIC、X2、XENPAL、XFP、SFP、SFP+、SFP28、QSFP、QSFP28、CFP、CFP2、QSFP-DD、OSFP等。光模块从最早主流的GBIC封装方式，到SFP封装方式，再到眼下先进的QSFP-DD和OSFP封装方式，总体朝着更高速率、更小型化、可热插拔的方向发展。

全球光模块市场一直处于上升趋势，在无线连接和光纤宽带接入等电信行业快速发展的推动下，2022年市场总规模从约超100亿美元，未来将随着光纤宽带的持续部署和升级所驱动。

一方面，人工智能（AI）和云计算等技术的快速发展及其成功应用，将对数据处理能力和数据存储产生巨大需求，模拟数据中心服务行业的发展，预计数据通信对光模块的需求将会增长。 

另一方面，数据处理能力和数据传输速度的不断提升将带动电信骨干网和城域回传网的升级，对高速长距离光模块的需求不断增加，光模块在传输网络中的市场规模有望增长。由于物联网 (IoT) 等技术的发展和下游应用的拓宽，预计智能电网和智能城市监控系统等其他应用对光模块的市场需求也将攀升。

中国光模块市场作为全球光模块市场的重要地区之一，与全球光模块市场发展状况基本相同。

此外，由于数据通信应用对高速光模块的大量需求，北美占据了最大的全球市场份额。亚马逊、谷歌、Meta等互联网和云计算巨头纷纷投资建设大规模云数据中心，以应对海量数据处理和存储需求，支持人工智能、 增强现实/虚拟现实 (AR/VR) 和物联网。 未来，北美市场也将持续成为全球光模块市场的重要地区。

近年来，在人工智能技术发展的推动下，5G、光纤宽带接入、传输网、数据通信等光模块的代表性下游应用出现了大幅增长。而在5G大规模普及、数据中心市场需求增加、无线通信升级、多应用场景流量爆发等因素的推动下，未来光模块行业有望实现持续快速发展。

高速光通信技术的不断进步，带动了光模块的更新迭代需求的扩大，随着400Gbps和800Gbps高速光模块的出现，数据中心和云计算等领域的传输速率也在不断提高，对光模块的性能和带宽等要求也越来越高。同时，集成电路、数字信号处理等相关技术的发展，也同样推动着光模块技术和产品实现不断的更新和迭代。

近年来，中国政府大力支持光通信产业的上下游生态协同发展，积极出台与光模块产业相关的扶持政策，如《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023）》、《"双千兆 "网络协同发展行动计划》等，鼓励国内光模块相关企业创新发展，促进产业链协同发展。例如，中国政府积极鼓励企业加大研发投入，提高技术创新和产品质量，加快技术进步和升级，提高行业标准和质量要求，提高中国光模块产业的全球竞争力，从而带动光模块产业的扩张。

随着光模块产业及相关企业的不断发展和成熟，中游光模块企业逐渐呈现出向产业链上游拓展的整合趋势，以实现更低的成本、更强的供应链控制等，例如一些领先的光模块企业致力于打造IDM（集成器件制造）模式或光芯片自给自足模式。一些光通信巨头经历了一系列的并购和整合，以增强整个产业链的纵向协同效应，增强规模优势，提高议价能力。同时，行业内的头部企业也在积极拓展横向品类，开发下游新客户群等。

小型化、低成本、高速度是光模块产品和技术迭代的主要方向。随着数据中心交换芯片吞吐量的不断提高，数据中心需要与之匹配的光模块具有更高的速率和更低的功耗，光模块的速度将逐步演进到800Gbps以上。此外，硅光集成是未来光模块的一个重要演进方向,硅光技术在峰值速度、能耗、成本等方面都有很好的表现，因此是未来光模块的重要研究和发展方向之一。

虽然国外公司长期垄断高端光模块市场，但近年来国产替代的市场机会越来越广阔。总体而言海外厂商占据了高端光模块市场的主要份额，中国25Gbps以上的光芯片高度依赖进口,然而随着技术不断迭代，产业不断升级，市场不断扩大，中国的光模块市场发展尤为迅速。全球光模块的生产重心将逐渐从海外市场转移到中国，中国正逐渐成为全球最大的光模块市场，一些领先的中国厂商已经公布了用于下一代数据中心网络等下游场景的800Gbps光模块。