光模塊行業發展現狀及趨勢預測

• 李芬珍子 2023年3月21日 來源：中研網 798 48
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隨著云計算和5G網絡興起，數據中心趨于更高速率發展，因此，布局在數據中心不同位置的網絡設備必須適應變化，向更高速率升級。下表為歷年來服務器接入交換機的傳輸速率演變情況，企業服務器的接入從1G-10G向10G-25G發生轉變，大型云服務器的接入從10G-40G向25/50G-50/100G發生轉變。

由于服務器、交換機等網絡設備趨于更高速率、更高性能的發展，光模塊也必將隨之發生轉變，這樣才能確保整個網絡的性能。下表為歷年來數據中心中各個位置網絡部署情況，從表格中我們可以看出，數據中心園區正在從40G向100G甚至更高速率發生轉變，如今，100G光模塊風頭正盛。(說明：表格中不同類型的光模塊旨在用于不同傳輸距離和應用環境的信號傳輸，如，40GLR4用于傳輸距離為10千米的鏈路，100GCWDM4用于傳輸距離為2千米的鏈路。)

此外，相比傳統的三層架構，未來數據中心將更多地采用脊葉結構。脊葉結構能最大限度地提高服務器之間的連接性，有利于快速部署數據中心光模塊，促進數據中心趨于更高速率發展。這也將會是未來超大規模數據中心部署200G/400G的最佳方式。

隨著數據中心的快速發展，光模塊的設計制造、使用和維護都將面臨著更加嚴峻的挑戰。

(一)成本控制

想要在確保光模塊性能的情況下，控制成本是件不容易的事情。隨著數據流量不斷增長，數據中心承載的壓力也越來越大，因此它對下一代網絡設備提出了更高的要求，如，必須具備更高的端口密度、更快的速率等特性，這也推動了光模塊趨于更小體積、更高速率的發展。但隨著速率的提升，對光模塊芯片的要求也會越來越高，光模塊的成本也會隨之增長，如，第三方供應商提供的400G光模塊高達數萬元，更不用說原設備制造商所提供的400G光模塊，運營商若要大規模部署400G，那么布線成本將會非常高。

(二)設計制造

5G網絡的到來，推動了數據中心交換機和服務器的端口速率趨于更高速率發展，增加了數據中心交換機和服務器的專業集成電路(ASIC)的容量。然而，端口速率的增加，將會加大電信號通過線卡傳輸到路由器或交換機前面板的挑戰，從而增加了光模塊的設計和制造的復雜性。

(三)互操作性

如今，數據中心的設備通常由不同的供應商所提供，雖然行業已明確規范了光模塊的接口標準，但不同供應商生產制造的光模塊的代碼存在著差異性，所以可能會出現某個供應商的光模塊與其他供應商制造的設備不兼容。即便是現在已有第三方供應商提供兼容光模塊和box(寫碼板)，但也只能解決部分兼容問題，數據中心光模塊與設備之間的互操作性仍然是一大挑戰。

(四)散熱性

數據中心的設備在工作時都會產生熱量，如果設備散熱難，將會導致室內機房溫度急劇上升，這對于網絡傳輸來說是極其不友好的，如，光模塊在高溫的環境下持續工作將會引起丟包，嚴重時將會直接燒毀報廢;因此，數據中心光模塊的散熱性也是不容忽視的問題。

除此之外，數據中心正在趨于綠色節能環保發展，考慮到可持續性，數據中心光模塊也應該趨于低功耗節能發展。

我國光模塊和光芯片在10G及以下占據了絕大部分份額，但在25G及以上明顯處于弱勢。目前全球一線光器件廠家均積極布局有源光芯片、器件與光模塊產品，并達到100G速率及以上水平，我國大部分廠商立足中低端產品，同質化競爭嚴重，盈利水平比較微薄，難以投入更多資金進行高端產品研發。

對此，工信部提出調整產業結構，培育行業龍頭策略，目標是在2022年中低端光電子芯片國產化率超過60%，高端光電子芯片國產化率超過20%;有2-3家企業進入全球前十，1家進入前三。國家政策的扶持利好于國內光模塊行業一線企業，在融資渠道、稅收優惠、人才引進等諸多方面會給予便利，看好相關標的公司，如光模塊唯一全球前十的中際旭創;國內少數能量產100G/200G光模塊的新易盛。

移動互聯網流量仍處于爆發式增長階段。一方面，隨著智能終端的普及和視頻應用的興起，網民對于網絡流量的需求日益提高;另一方面，隨著“提速降費”、“暢享套餐”等推動下，國內網絡流量的資費逐步下調，促進人們更多體驗互聯網。全球來看，移動數據和互聯網流量亦呈現迅猛增長態勢。據預測，從2016年到2021年，全球移動數據流量將以46%的年復合增速增長，到2021年達到每月48.3EB，其中中東和非洲、亞太地區年復合增速更是高達65%和49%。隨著數據中心內部數據的持續增長，超大規模數據中心會更傾向于選擇葉脊架構來緩解核心層的流量負載問題。在這種架構下網絡設備數量和網絡連接數將增加，相應的光模塊的數量和速率也需不斷提高。目前數據中心內部光接口正從10G/25G向40G/100G邁進，未來還將向100G/400G邁進。

高速率是光模塊的未來發展必然趨勢，隨著光模塊向400G、800G甚至1.6T等高速率演進，以Tb/s的光纖傳輸速度或將成為光通信傳輸速率瓶頸，而硅光子集成技術具備的超高傳輸速率能打破這一瓶頸，實現Pb/s量級的傳輸。同時，由于硅材料價格低廉且在半導體工藝中實現了成熟應用，能極大地降低光模塊的采購成本及集成技術難度，突破傳統光模塊的成本限制。

截至目前，硅光集成技術的研發及產業化主要集中于光模塊產業鏈中的上游硅光芯片制造，以Intel、Luxtera為代表的國外企業為主導，國產化率較低。

《2022-2027年中國光模塊行業發展現狀及趨勢預測報告》由中研普華光模塊行業分析專家領銜撰寫，主要分析了光模塊行業的市場規模、發展現狀與投資前景，同時對光模塊行業的未來發展做出科學的趨勢預測和專業的光模塊行業數據分析，幫助客戶評估光模塊行業投資價值。

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