800G 高速光模塊產(chǎn)業(yè)格局梳理

800G高速光模塊產(chǎn)業(yè)格局梳理隨著全球數(shù)據(jù)流量的急劇增長(zhǎng)，催生高性能AI服務(wù)器集群的建設(shè)需求，光模塊需求量大幅攀升，其中云服務(wù)巨頭的對(duì)高速率光模塊的迫切需求成為主要驅(qū)動(dòng)力。

根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)LightCounting的數(shù)據(jù)，800G光模塊在2021至2022年間已開始初步進(jìn)入市場(chǎng)并獲得應(yīng)用，2024年800G光模塊將迎來(lái)規(guī)模化部署的新階段，從而進(jìn)一步滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。當(dāng)前無(wú)論是電信領(lǐng)域還是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，高速率光模塊占比提升都已成為趨勢(shì)。在全球范圍內(nèi)，電信服務(wù)提供商和云服務(wù)提供商都在積極推進(jìn)IP骨干網(wǎng)的升級(jí)工作，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的流量需求，從而推動(dòng)高速率光模塊的更廣泛應(yīng)用。

400G/800G光模塊替代預(yù)期：01800G光模塊行業(yè)概覽

光模塊在光纖通信中用于電信號(hào)和光信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換，在發(fā)送端實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換，在接收端實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換。數(shù)通光模塊平均迭代周期約3-4年，例如100G從2016年開始上量到2021年已有5年的生命周期，預(yù)計(jì)400G生命周期也將達(dá)到4-5年。

隨著交換芯片速率的不斷提升，光模塊的需求也在不斷演變。理論上，當(dāng)交換芯片速率達(dá)到51.2Tbps時(shí)，400G光模塊將成為市場(chǎng)主流，同時(shí)800G光模塊的需求也將初步顯現(xiàn)。而當(dāng)交換芯片速率進(jìn)一步提升至102.4Tbps時(shí)，800G光模塊將取代400G成為新的主流，同時(shí)1.6T光模塊的需求也將開始萌芽。2022年8月，博通公司發(fā)布了速率高達(dá)51.2Tbps的交換芯片Tomahawk5，這一突破性的技術(shù)進(jìn)展為高速光模塊的發(fā)展提供了新的動(dòng)力。相應(yīng)地，800G光模塊在2022年末開始小批量出貨，標(biāo)志著這一領(lǐng)域的技術(shù)逐步成熟。

在CIOE2023展會(huì)上，各大頭部光模塊廠商展示了自己的800G光模塊產(chǎn)品。每代高速光模塊新品在進(jìn)入客戶供應(yīng)商名單之前，都需要經(jīng)過大約0.5到1年的認(rèn)證周期。在這個(gè)過程中，產(chǎn)品推出時(shí)間靠前的供應(yīng)商往往更有可能被采納為主流方案。這不僅是因?yàn)轭^部廠商的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)敏銳度，更因?yàn)樵谶@個(gè)階段的競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)較好，有利于脫穎而出。不同速率數(shù)據(jù)通信模塊滲透率發(fā)展趨勢(shì)：數(shù)據(jù)來(lái)源：訊石光通訊800G光模塊的技術(shù)升級(jí)涵蓋了三代不同的設(shè)計(jì)方案：第一代方案為8光8電配置，光接口速率達(dá)到8100Gb/s，電接口速率同樣為8100Gb/s。這是最早投入商用的一代，早在2021年就已經(jīng)開始服務(wù)于市場(chǎng)。第二代方案升級(jí)為4光8電配置，光接口速率提升至4200Gb/s，而電接口速率則保持在8100Gb/s。預(yù)計(jì)這一方案將在2024年投入商用，為市場(chǎng)提供更高速率的服務(wù)。第三代方案則進(jìn)一步演進(jìn)為4光4電配置，光接口速率維持在4200Gb/s的同時(shí)，電接口速率也提升至4200Gb/s，預(yù)計(jì)這一方案將在2026年投入商用。

目前，8100Gb/s是800G光模塊前期應(yīng)用市場(chǎng)的主流方案，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，當(dāng)單通道電接口速率與光接口速率達(dá)到一致時(shí)，光模塊的架構(gòu)將達(dá)到最佳狀態(tài)。

在這種狀態(tài)下，光模塊將具有低功耗、低成本等顯著優(yōu)勢(shì)。因此，4200Gb/s被認(rèn)為是800G光模塊的理想架構(gòu)，并有望在未來(lái)成為1.6Tb/s速率的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。

02800G光模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

每一代技術(shù)升級(jí)往往伴隨技術(shù)路徑的演化，引導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)格局變化。

從當(dāng)前全球市場(chǎng)格局來(lái)看，光模塊高端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)集中。

據(jù)Lightcounting統(tǒng)計(jì)，2022年入圍全球前10的國(guó)產(chǎn)廠商為中際旭創(chuàng)（第二）、新易盛（第七）、光迅科技（第八）和華工正源（第十），前四大國(guó)內(nèi)光模塊廠商占據(jù)全球的26%市場(chǎng)份額。資料來(lái)源：Lightcounting由于1.6T光模塊尚未量產(chǎn)，下一代高性能計(jì)算設(shè)備對(duì)通信帶寬的要求使云廠商無(wú)法回避對(duì)800G的采購(gòu)需求，從而使800G較400G和100G更長(zhǎng)時(shí)間處于采購(gòu)的高位水平。

當(dāng)前，全球廠商中谷歌和英偉達(dá)是800G光模塊需求的主要推動(dòng)力。

在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)有多家廠商成功具備了生產(chǎn)800G光模塊的能力，從而能夠滿足這一日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。英偉達(dá)H1004SU方案展示（采用800G光模塊）：資料來(lái)源：英偉達(dá)在2023年的OFC光博會(huì)上，眾多光模塊公司展示了各自研發(fā)的800G光模塊產(chǎn)品。這些產(chǎn)品涵蓋了不同的封裝方式、材料和傳輸距離，呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。在眾多方案中，DR8和2*FR4因其能夠與現(xiàn)有400G模塊平滑演進(jìn)或?qū)鞯膬?yōu)勢(shì)，受到了更多云計(jì)算廠商的青睞，并被視為主流方案進(jìn)行推廣。

同時(shí)，800GDR8和DR4作為硅光技術(shù)中最具優(yōu)勢(shì)的方案，也成為了硅光廠商重點(diǎn)布局的產(chǎn)品線。近年來(lái)部分海外廠商逐漸退出光模塊市場(chǎng)，轉(zhuǎn)而向上游芯片、器件等領(lǐng)域發(fā)展。國(guó)產(chǎn)光模塊廠商在400G時(shí)代的崛起迅速，國(guó)內(nèi)廠商中，以中際旭創(chuàng)和新易盛為代表的企業(yè)在400G時(shí)代已展現(xiàn)出強(qiáng)大的全球競(jìng)爭(zhēng)力。在800G時(shí)代，有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大這一優(yōu)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)主要的光模塊廠商已經(jīng)開始積極布局800G光模塊產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，其推出時(shí)間甚至早于一些海外龍頭企業(yè)。

這一趨勢(shì)表明在即將全面到來(lái)的800G時(shí)代，國(guó)內(nèi)廠商有望進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大在全球光模塊市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。

目前國(guó)內(nèi)廠商加速400G/800G光模塊布局，光迅科技、中際旭創(chuàng)、新易盛、劍橋科技已量產(chǎn)800G光模塊產(chǎn)品。

天孚通信800G光模塊器件進(jìn)展順利，光引擎放量帶動(dòng)有源業(yè)務(wù)增長(zhǎng)；光庫(kù)科技在800G、1.6T光模塊中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前全球僅有富士通、住友和光庫(kù)三家公司可以批量供貨體材料鈮酸鋰調(diào)制器，其它廠商也在加快研發(fā)進(jìn)度。

800G光模塊國(guó)內(nèi)部分廠商布局情況：資料來(lái)源：中際旭創(chuàng)、迅石光通信

AI的爆發(fā)使得800G時(shí)代加速到來(lái)，而隨著硬件的競(jìng)爭(zhēng)迭代加速，光通信對(duì)應(yīng)速率也明顯縮短，2024年起更高速率的1.6T光模塊整體進(jìn)展也有望加速。產(chǎn)品代際迭代周期的縮短，光模塊廠商對(duì)新技術(shù)新材料將更加開放，硅光在高速率背景下有這比較明顯的優(yōu)勢(shì)。

硅光技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被業(yè)界普遍視為最具潛力的芯片方案之一。

目前，國(guó)內(nèi)主流的光模塊廠商在積極加速對(duì)硅光高速光模塊方案的研發(fā)，此外華為、光迅科技、天孚通信、源杰科技、博創(chuàng)科技、亨通光電、立訊精密等廠商在硅光芯片環(huán)節(jié)有所布局。

基于硅光芯片制作的光模塊內(nèi)部構(gòu)造：

資