AI算力爆发，拉动800G光模块新应用

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光模块市场飞速发展

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自2022年11月起，ChatGPT的爆火，拉动了算力设备加速升级。其中光模块作为数据中心以太网中的必要光电转换设备，与AI服务器暴增的算力和数据交互直接配套，将有望显著受益。

据Yole最新数据显示，全球光模块市场将由2022年110亿美元增长至2028年的223亿美元，年复合增长率为12%。而这些增长主要由大型云服务厂商对于光纤网络容量CSP和800G高速率模块需求而推动。

来源：YOLE

从时间线看，7月6日，中际旭创股份有限公司，用于AI（人工智能）场景的800G光模块正在持续出货和取得收入。

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8月25日，Marvell宣布推出新的800G 产品组合。首先，该公司发布了专为 800G模块设计的新型Orion DSP。其次，它推出了全新 Marvell COLORZ 800G ZR/ZR+模块系列，可实现更远距离的高速连接。

9月6-8日，第24届中国国际光电博览会将于深圳国际会展中心举办，覆盖信息通信、光学、激光、红外、紫外、传感、创新、显示等版块。

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光模块领先者：旭创科技

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电巢作为本次展会官方合作媒体，邀请到了光模块行业龙头企业旭创科技进行了专项采访。

苏州旭创科技有限公司成立于2008年，专业提供高速光电互联解决方案，拥有先进的光学封装技术、高速电路设计以及具有核心竞争力的自动化制造、测试能力体系。光模块、光器件等主营产品服务于云计算数据中心、5G无线网络、电信传输等领域，光模块产品线覆盖10G/25G/40G/100G/400G/800G，被多家世界顶级数据中心运营商、设备制造商、系统集成商和电信运营商广泛使用。旭创科技积极发挥光电技术积累和资本优势，入局汽车光电子，探索更多应用场景和市场空间。

光模块定义

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光模块（Optical Module）通常指代的是光收发一体模块光收发一体模块（Optical Transceiver）。

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光模块由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、主控电路板（PCBA）、外壳和光（电）接口等部分组成。

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从产业链中来看，光模块的上游是光芯片（成本占比30%~60%）、电芯片（成本占比18%）、PCB（成本占比5%）、结构件等，将光芯片加工封装为光发射组件（TOSA）及光接收组件（ROSA），再将光收发组件、电芯片、结构件等进一步加工成光模块。简单来说，就是光芯片，到光器件，再到光模块的关系。

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光通信产业链及市场规模（图源:国信证券）

光模块有多种分类方式：

· 按传输速率，可分为≤1 Gbit/s/2.5 Gbit/s/10 Gbit/s/25 Gbit/s/50 Gbit/s/100 Gbit/s/200 Gbit/s/400 Gbit/s/800 Gbit/s等；

· 按传输距离，可分为几十米/100 m/500 m/2 km/10 km/40 km/80 km/几百千米/≥1 000 km等，按调制格式可分为强度调制（NRZ/PAM4）、相位调制（DP-QPSK/DP-n QAM）；

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· 按是否支持波分复用，可分为灰光、彩光，按光接口类型可分为双纤双向（duplex）、单纤双向（Bi Di）；

· 按工作温度，可分为商业级（0℃～+70℃）、工业级（–40℃～+85℃）和扩展级（–20℃～+85℃）；

· 按封装类型，可分为可插式

（SFP+/SFP28/SFP56/QSFP28/CFP2/QSFP-DD/OSFP等）和不可插拔式（168-pin/320-pin等）。

光模块典型功能框图及基本分类方式（图源:电信科学）

800G 时代已来，高景气周期开启

光模块通常以5年左右的升级周期迭代：2015 年以前，光模块以10G、40G 为主；2016年，25G、100G 模块开始部署；2019 年光模块进入后100G时代，上层交换机光模块速率开始向200G/400G升级；2022年，200G、400G产品大规模放量，800G光模块进入导入阶段。

据机构预测，未来5年，数据中心400G/800G模块、长距离相干光模块将是光通信领域的主要增长点。

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从产业发展来看，8×100Gb/s光模块核心光电芯片器件仍为单通道100Gb/s的激光器、探测器光芯片，Driver、TIA和DSP电芯片。其中DSP、单通道100Gb/s的紧凑型Driver和TIA 均已推出，EML&DML、硅光（SiPh）和VCSEL等光电芯片解决方案，由博通、思科等美企提供。

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对于800G模块的分类主要有：多模，主要有两种800G光模块的标准，对应传输距离100m以下的情况。

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800G SR8

采用VCSEL方案，波长为850nm，单通道速率为100Gbps PAM4，需要16根光纤。这个可以看成是400G SR4的升级版，通道数翻倍。其光学接口为MPO-16或2排的MPO-12,如下图所示。

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该方案采用850nm/910nm两个波长，在单根光纤里双向传输两种波长的信号，即所谓的bi-directional传输，模块中需要采用DeMux对两种波长进行分光。单通道速率为100Gbps PAM4,需要8根光纤，相比SR8,该方案的光纤数目节省了一半。其框图如下图所示，

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对于单模的情况，存在多种800G光模块的标准

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800G DR8,800G 2xDR4和800G PSM8

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这三种标准的内部架构类似，包括8个Tx和8个Rx，单通道速率为100Gbps，需要16根光纤。

图源：（https://www.keysight.com/us/en/a ... ion-to-224-Gbps.pdf)

其中PSM8的传输距离为100m,而DR8与2*DR4对应500m的传输距离。2xDR4的光接口为2个MPO-12,如下图所示，可以与400G DR4光模块互联，方便进行数据中心的升级。而PSM8与DR8的光接口为MPO-46

800G 2xFR4和2xLR4

这两种标准的内部结构类似，包含4个波长，单通道速率为100Gbps,通过Mux减小光纤的数目，需要4根光纤，如下图所示。

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图源：(https://osfpmsa.org/assets/pdf/O ... fication_Rev4_1.pdf)

这两种方案都是对400G FR4与LR4光模块的升级，使用CWDM4波长1271/1291/1311/1331nm。2xFR4支持2km的传输距离，2xLR4支持10km的传输距离。其光学接口采用dual CS或者dual duplex Lc接口。

800G FR4

该方案使用四个波长，单通道速率为200Gbps,需要两根光纤，支持2km的传输距离，如下图所示。

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800G FR8

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该方案采用8个波长，每个波长速率为100Gbps, 需要两根光纤，支持2km的传输距离，如下图所示。八个波长通道分别为：

1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411nm。

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据2023年订单，预计全年800G光模块的市场需求将在120-140万个之间，这一数字可能会超出预期。

据2024年市场预期，谷歌预计购入120-150万个800G光模块；Meta预计购入80-100万个；而英伟达预计购入100-150万个短距离800G光模块以及50-70万个DR8长距离800G光模块。

光模块玩家加速布局

通常来说，光模块产品迭代周期短，仅为3～4年，但客户认证周期长，通常需1年左右，对PCB（含基板材料）技术、质量要求高。

目前，800G光模块产业链成熟度较高且升级路径统一，可插拔光模块至1.6T时代仍具备显著优势，产品升级周期确定性强（已批量出货）、弹性高（巨头技术路线统一），头部云厂商800G光模块2023年逐渐放量，海外大客户持续加单，光模块核心厂商业绩预期不断提升。

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据Light counting数据，2022年全球光模块供应商Top 10中，中际旭创、华为海思、光迅科技、海信、新易盛、华工科技等中国厂商分列第1、4、5、6、7、8名，占据前十中的6个名额。另外四名分别是与中际旭创并列第一的Coherent（II-VI收购Coherent后合并命名）、排名第三的思科、排名第九的英特尔以及排名第十的索尔思光电。

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2020年，中际旭创底推出首个800G可插拔OSFP和QSFP-DD800系列光模块，包括4x100Gx2和8x100G两种架构方案；2022年在OFC2022现场展示基于自主设计硅光芯800G可插拔 OSFP2*FR4和QSFP-DD 800G DR8+硅光光模块；2023年3月，公司于OFC展会上推出全球首款1.6T光模块。

6 \9 k9 k4 V6 u% ?+ v中际旭创表示，公司800G光模块已在2023年上半年逐步起量，已向海外重点客户持续交付与GPU相配套的800G产品，但更多的客户需求和订单交付预计会在2023年下半年以及2024年。

$ f0 \. Z$ k! o: d8 t: k& D) I2023年3月， Coherent也展示了基于200G单通道的800G/1.6T收发器，公司在一季度财报会议上表示800G光模块的出货正在加速，预计从24年开始呈现指数级增长。

OFC 2023，光迅科技首次展出基于50GBd VCSEL技术的800G QSFP-DD800 SR8光模块。不过光迅科技近期表示，目前800G产品已小批量出货，预计今年800G光模块的量不会很大。

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OFC 2023，海信宽带推出业内首款800G QSFP-DD BiDi SR4.2光模块产品，同时展示基于PAM4码型的800G系列光模块产品，已具备完备的产品阵列。

3 p6 |( h; J' l) U) `' o2021年，新易盛推出800G光模块产品组合，包含OSFP和QSFP－DD800两种外形尺寸；OFC 2023展示了最新的基于薄膜铌酸锂调制器TFLN技术的800G OSFP DR8，实现11.2W的业界领先功耗水平。近期公司表示，部分800G光模块产品已实现小批量出货。

2022年，华工正源发布了800G硅光模块系列产品，数据中心侧涵盖800G DR8 SiPh/2*FR4/SR8/DR8等。目前公司800G光模块已与北美头部客户进行了良好的沟通和对接，并向客户进行了产品送样，预计出货量将在23年下半年。

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厂商汇总（来源：LightCounting）

总结

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随着800G光模块的广泛采用和1.6T的发展，以及光模块和交换机的技术迭代，如果用户误判过渡时间，可能会导致明显的成本差异，给用户带来很大的困难。

CIOE中国光博会24载见证了光电产业飞速发展，在汇聚光电产业展示和促进商贸的同时，也是在向时代证明，光电时代已在茂密生长中，光电绿洲已诞生！

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