中泰证券2025年通信行业策略报告指出，AI推理时代对数据中心网络连接提出更高要求，高速光模块需求持续旺盛。Lightcounting测算目前AI集群光模块出货量每年达数千万只，预计2029年接近1亿只。800G光模块2024年开始起量，1.6T光模块有望2026年增速提升。LPO、CPO、硅光等新方案加速导入，LightCounting预计2026-2028年LPO/CPO端口将占800G和1.6T总部署端口的30%以上。硅光芯片2023-2029年CAGR达45%，高端光芯片国产化进程有望加速。
光模块更新周期缩短：从400G/800G到1.6T的代际跃迁
算力升级需要配套高速网络互联，带动高速光模块加速放量。数据中心交换芯片带宽平均每两年翻一倍，2010-2022年从640G增长至51.2T（增长80倍）。博通预计2025年推出Tomahawk6交换芯片，带宽有望达102.4T。Lightcounting数据显示AI集群光模块出货量每年达数千万只，预计2029年接近1亿只。
从产品代际看，800G光模块2024年开始起量、2027年转为缓慢增长；1.6T光模块有望2026年增速提升，增长持续时间更长。2024年光博会上多家厂商展示1.6T数通光模块产品，产业生态日益成熟。随着智算中心加速建设，400G和800G光模块需求更为强劲，2024Q2全球光模块销售额超30亿美元、同比增长超10亿美元，以太网光模块销售额同比增长100%。LightCounting预测以太网光模块销售额2024年增长近60%，2025年保持同等增速，光模块市场将连续两年保持近60%高速增长。
LPO与CPO：低功耗方案重塑光模块产业格局
功耗和成本正成为制约AI集群扩展的关键瓶颈。LPO（线性可插拔光模块）省略光模块的DSP/CDR等Retimer组件，相关功能集成到设备侧交换芯片。800G LPO光模块功耗约7w，传统可插拔模块约14w；1.6T LPO功耗为10w，传统可插拔模块约25w，功耗节省超50%。电光转换可采用VCSEL、EML或硅光方案，硅光方案通过硅光芯片调制信号，减少元器件数量、降低失效率。LightCounting预计2026-2028年LPO/CPO端口将占800G和1.6T总部署端口的30%以上。
CPO（共封装光学）将光引擎与交换ASIC芯片封装，缩短传输距离、降低链路损耗和功耗。Cisco数据显示CPO交换机系统整体功耗较传统可插拔方案降低25-30%。英伟达预计2025Q3量产首款CPO版本IB交换机Quantum 3400 X800，2026年推出CPO版本Spectrum4 Ultra X800以太网交换机。博通已推出第一代25.6T CPO交换机，第二代51.2T正在认证升级。Yole预计CPO 2027-2029年试产、2029年量产，AI芯片迭代有望加速产业进程。
表3：LPO与传统光模块功耗对比| 模块速率 | 传统可插拔模块功耗 | LPO模块功耗 | 功耗节省幅度 |
|---|
| 800G | 约14W | 约7W | 50% |
| 1.6T | 约25W | 约10W | 60% |
硅光与OIO：光互连从模块级走向芯片级
硅光技术利用成熟半导体CMOS工艺将光子和电子器件集成到同一硅基衬底。相比传统分立器件，硅光模块误码率改善1-2个数量级、功耗降低10-20%、成本下降20-30%。Lightcounting预计2026年硅光模块占比有望达50%。Yole数据显示2023年硅光芯片市场规模约9500万美元，预计2029年超过8.63亿美元，CAGR达45%。硅光在AI算力场景由光模块向CPO、OIO方向拓展。
OIO（In-Package Optics I/O）为解决CPU、GPU、XPU等计算芯片间互联问题而生，将电信号转换为光信号的光I/O芯片与计算芯片集成到单多芯片封装中，具有高带宽、低能耗、低延迟、距离不敏感等优势。Intel数据显示OIO总带宽40Tbps、带宽密度5Tbps/mm、能效3pJ/bit，显著优于CPO（带宽1.6-3.2Tbps，能效15pJ/bit）。当前OIO产业链由英伟达、Ayar Labs、博通、英特尔等下游计算巨头牵引，中上游创新生态逐步完善。硅光从数据中心互联延伸至芯片间光互连，打开数十倍于光模块的市场空间。
光芯片国产替代：高端25G+国产化率仅4%的战略窗口
光芯片是光通信行业核心元件，数据中心是第二大应用市场（占比30%）。2023年全球光芯片市场规模约27.8亿美元（+14.4%），预计2024年达31.7亿美元；中国光芯片市场约137.62亿元（+10.24%），预计2024年达151.56亿元。目前2.5G及以下光芯片国产化率约90%、10G约60%，但25G及以上高端光芯片国产化率仅4%。
高端光芯片被Lumentum、II-VI、博通等海外巨头高度垄断，在自主可控政策驱动下，国内光芯片企业迎来技术突破与份额提升的战略窗口。2024年9月广东省印发《光芯片产业创新发展行动方案（2024-2030年）》，力争2030年培育千亿级产业集群、取得10项以上关键核心技术突破。随着国内光芯片技术攻关推进和下游光模块厂商导入验证，25G EML、50G PAM4 VCSEL等高端光芯片国产化率有望从4%的极低水平持续提升，替代空间意味着数倍于行业增速的营收弹性。
