唐蕊：AI算力加速光模块迈向T比特时代-钛媒体官方网站

中国光模块企业占据全球60%以上的市场份额，进入市场较早，先发优势显著，拿下北美订单具有高确定性，同时业绩能见度高、落地性强。

文 | 钛资本研究院，演讲 | 唐蕊（光纤在线资深分析师及执行主编）

AIGC带来的超大算力需求拉动通信基础设施建设及扩容，光模块作为数据传输的基础部件，需求首先迎来爆发。2022年为800G光模块商用元年，市场出货量约为万只级别；2023年逐步起量；2024年随着大模型厂商加速AI建设，加单意愿强烈、节奏频繁，预计将迎来爆发式增长。同时随着单波芯片速率的提升，英伟达的B100和H200等产品将逐步标配1.6T光模块，光模块更新迭代也将加速。中国光模块企业占据全球60%以上的市场份额，进入市场较早，先发优势显著，拿下北美订单具有高确定性，同时业绩能见度高、落地性强。

不同光模块有哪些应用场景？迈向T比特时代后，不同材料平台有何机会？近期钛资本邀请光纤在线资深分析师及执行主编唐蕊进行分享，她于2003年加入光纤在线，长期观察、研究中国光通信产业及光器件企业，对于光通信企业、中国光通信市场的结构、特点、商业模式、发展格局有着深入研究。

熟悉光通信行业发展史，了解光纤通信技术发展历程，对光通信业新技术趋势有全面的了解和看法。本期分享主持人是钛资本半导体组、人工智能组资深行业专家周晔博士，在通信网管理软件、光通信芯片领域有超过二十年的研发和创业经验。以下为分享实录：

AI时代光互联的需求变革

1、AI时代对高速光互联的技术需求

这两年AI是光通信市场最大的利好。从去年到今年，资本市场中的CPO概念（光模块的新形态）已倍受关注。市场正在观察今年1.6T光模块是否能真正出货，这一技术的发展对AI算力和光通信光模块的发展历程至关重要。光模块技术在过去迭代周期相对较慢：在传统的电信市场，通常是十年迭代一个周期；到数据中心市场，大概是四年一个周期；而今天的AI算力已经加速到每年更新一代产品。

AI时代对光通信技术的需求不断增长，尤其是数据中心架构的变化对光产业带来了挑战。从支持400G光模块的25.6T交换机到支持800G的51.2T交换机的部署，显示了光模块技术的进步。国内外的互联网大厂，如字节、腾讯、阿里、百度等，都在自研并批量部署51.2T交换机。51.2T交换机的普及推动了400G和800G光模块成为主流，这代表了高速光模块技术的发展方向。

传统的通用数据中心的光模块需求在2023年上半年已经到了一个瓶颈期。但随着AI兴起，下半年直接拉起了400G和800G光模块的需求，直到今天。由于发展得快、需求又高，对行业造成了一定的痛点和挑战。第一个就是高密度，高密度又带动了能耗的增加，交换机能耗不断地提升，从25.6T到51.2T。快的话明年应该能够看到102T交换机的出现。交换机和光模块功耗的增加和密度过大，接下来会造成服务器和交换机的距离变得比较远。所以今年市场上看到400G单模的需求量变大了。就是因为整个数据中心的架构变了，需要光模块光互连的距离变长了。最后就是产业链更迭太快，产业能不能跟得上。

AI确实带给光通信产业巨大的潜力，我们从多个维度来看：

（1）高带宽与低功耗的平衡：随着数据中心对带宽的需求不断增加，光模块的速率正在迅速从400G到800G，过渡到1.6T,速率增加了4倍，而功耗也从10W增加到20W，很难保持速率增加而功耗不变。

（2）更高的连接密度：光模块的通道数从过去的4通道提升到主流的8通道，未来极有可能挑战16通道。这就要求在集成和耦合方面的技术要求更高，以满足更大的带宽需求。

（3）光模块方案的多样化：光模块都是带DSP时钟信号恢复的，而为了降低功耗、成本和时延，业界推出了去掉DSP的线性驱动可插拔光模块（LPO）方案。而为了进一步迎合多种场景的高带宽方案，光芯片的材料平台也在不断丰富，从短距的VCSEL和长距的EML，到硅光方案和薄膜铌酸锂等新技术，未来将进一步推动带宽的提升。

（4）AI对数据中心架构的影响：AI技术正在重塑数据中心的架构，今天的智算中心增加了Scale-up的后端加速网络，所以有了Scale-up和Scale-out的智算中心网络架构。英伟达在Scale-up架构中对高速光模块的需求非常旺盛，而在Scale-out架构中，除了英伟达的自有InfiniBand方案外，大部分厂商仍然采用以太网方式进行连接，这显示出不同网络架构对光通信技术的不同需求。

这里，我们再通过光纤在线年初发布的一张图表来具体了解AI应用前后光通信技术的迭代变化。

不管是LPO还是今年新出现的LRO或者TRO，总体来说都是为了解决DSP带来的更大功耗。CPO则是直接不用DSP，然后光模块也不再是可插拔了，全部部署在交换机ASIC芯片周围去完成光电转换。无论哪种方案，当前所有的芯片厂商、模块厂商都在努力，终端厂商也都在验证。但如果在同等的技术条件（速率）下，可插拔光模块他们优先采用的方案，因为CPO也要考虑到最终的维护成本的问题。而且不管哪一种方案出来，除了速率带宽功耗，还要考虑整体的供应链，整个生态链是否足够完整，封装工艺是否仅此一家被过度依赖，最后还有成本的问题。

新技术的博弈通常考虑的因素是比较多的。尤其是生态链和维护的成本是大家考虑比较多一些的。LPO从去年推到今年好像这个热度降下来了，但事实上大家对LPO还是抱希望的。比如说在1.6T的时候，“LPO+硅光”的方案是不是更有机会一些，能够把这个功耗降得更低。但至少在800G层面DR8这个光模块产品为例，LPO方案是可以将整个交换机功耗降到35%~50%的。不管是交换机厂商还是互联网厂商现在相对来说都是比较感兴趣的。国内外多家终端用户也在花费大量的测试去完成LPO整机的测试方案。至于哪种方案将来会占主流，最后还是要看终端厂商。从我们的角度，它们不是完全替代的关系，一定是并存的。它们一定是有各自的范围的场景去应用。但整体产业依然对于可插拔光模块产业继续走下去抱有信心。

跨域相干光模块这个方案，前面关注比较多的还是内部的连接，实际上跨越这块也在慢慢走向T比特时代，我们现在看到三大运营商用的都还是400G。运营商的城域网一般是120公里以上的。DCI主要是40~80公里。海外Ciena和Infinera已经在推800G相干商用，1.2T和1.6T的相干已有厂商推出，只是目前还没有商用。总体上，无论是内部互连还是跨域互连，光模块都是迈向T比特级的。

国内外互联网商对高速光模块的需求，800G是主力，400G还有3~4家消费主力。今年海外的一个变化是多模的转向单模。单模基本上要占到近七成。明年海外会延续800G需求，但逐渐会有些头部的客户会向1.6T去过渡。另外海外就是DCI互连也就是跨越相干的需求会越来越多。整体的驱动力就是Scale-out这个对于后端网络互连加速的需求。需求的主力，英伟达、谷歌这是头部，今年亚马逊和微软也都开始有了800G的需求，明年它们会不会有1.6T还要看一看。另外，Oracle、特斯拉今年也是这个市场需求的主力。国内这边不太一样，光芯片比较紧俏。拿不到更优的芯片。所以，大家会考虑用8通道50G的400G。所以今年400G也在起量。800G只有少量（两家）。所以整体上国内需求今年是400G，明年还是400G。然后慢慢地向800G去过渡。国内数据中心和算力中心多由三大电信运营商建设，城域网需求预计年底或明年将增长，对应DCI需求。国内互联网厂商开始自研支持800G的51.2T交换机，并开始部署。

今年，国内外互联网厂商对高速光模块的需求增长显著，特别是今年在AI智算带动网络加速的推动下。华为凭借其自有AI服务器，配套光模块在市场中占据重要地位，而字节跳动、阿里、腾讯和百度等国内互联网大厂的需求同样旺盛。小型互联网商的需求相对较小，只有几万只，但整体市场相比去年有显著增长。

迈向T比特时代，不同材料平台的机会

今年，之所以1.6T很热，一个重要的因素是支持单波200G的光电芯片相对来说已经比较成熟了。这里罗列了能够支持单波200G的光电芯片厂商。

Q1：对于国产的EML，厂家还有机会吗？

A:在芯片制造领域，国内外厂商的技术积累存在显著差异，国际大厂拥几十年的经验，而国内厂商，最早的光芯片公司成立仅十年。尽管如此，国内厂商在接入网领域已经获得了不错的市场份额；而且持续投入大量的精力和财力在数通EML芯片，但技术上的差距不仅在于代际，还涉及到制程工艺的革新。

尽管国内外技术差距明显，不过国内厂商在单波100G EML技术上已取得突破，显示出巨大潜力。市场不应期望国内厂商能迅速匹敌单波200G技术，而应给予他们发展和成熟的时间。此外，头部企业若将产能转向单波200G，可能会为国内新兴厂商在单波100G EML市场上提供机会。考虑到成本因素，400G和800G光模块的在国内仍有较长的路要走，国内厂商可能会采用低成本的八通道400G方案，未来可能转向单波100G方案。

Q2： AI引领，能够出现不同于前面几次的避免内卷的带来的赚钱效应吗？

A:过去中国市场在3G到5G的发展中占据全球最大份额，政策引导下市场规模大，价格低廉，运营商成本被压缩。然而，当前AI驱动的数据市场有所不同，主要客户来自北美大厂，他们更注重供应商的持续性而非价格战，希望避免影响技术发展。目前，国内市场客户利润较低，而北美客户利润丰厚。若国内数据中心需求激增，可能导致价格战，但目前AI对光模块的需求显示，国内外市场存在利润差异。

Q3：中美脱钩会不会导致三巨头的占有率流出中国？

A:中美脱钩的讨论在行业内一直存在，随着这一趋势，许多厂商开始将目光转向东南亚市场。一些公司都在泰国等地建立了大型工厂，生产更高速的光模块，并期望未来能够通过东南亚的公司向北美客户出货。然而，海外生产可能会降低生产效率，因此中国制造和海外制造的结合显得尤为重要，两者都不能缺少。尽管制造业向东南亚转移可能会导致国内产能的牺牲，但中国的产能不会完全放弃。未来，生产制造的模式可能会是中国保留一部分，同时海外至少也有一个生产基地。

光模块是光纤通信系统的核心器件之一，是光通信设备最重要的组成部分，主要作用是实现光电转换。光模块具体包括光接收模块，光发送模块，光收发一体模块和光转发模块等，主要由光发射组件(含激光器)、光接收组件(含光探测器)、驱动电路和光、电接口等组成。AIGC带来的超大算力需求拉动通信基础设施建设及扩容，光模块作为数据传输的基础部件，在本次AI建设周期中举足轻重。在AI超算中心建设中，光连接朝着高速率、大密度方向发展，800G、1.6T光块的更新迭代也将加速。从光模块产业本身来看，作为中国的优势企业，具备直接打入北美AI产业链的能力。中国光模块企业占据全球60%以上的市场份额，这也将带动国内高速光芯片的突破。钛资本将和行业伙伴一起，共同见证光模块向T比特时代迈进。

唐蕊：AI算力加速光模块迈向T比特时代

AI时代光互联的需求变革

迈向T比特时代，不同材料平台的机会

敬原创，有钛度，得赞赏