光模組處於光通訊行業的中游環節，是光裝置與光纖連線的核心器件。受益於5G和資料中心雙引擎驅動以及海外網路建設需求的恢復，光模組行業景氣度近年來重回上升通道。在5G大規模建設階段，隨著傳輸網擴容新建投入不斷提升，高速光模組市場空間將開啟。

據Yole預測，2025年，數通及電信市場光模組規模合計達178億美元，較2019年年複合增長率15%。數通、電信光模組市場規模將分別增至121億美元、56億美元，較2019年年複合增長20%、7%，數通市場為光模組發展主要驅動力。2019-2023年，數通商採購光模組金額實現年複合增長率約為20%，成為未來光模組市場增長的主要驅動力。

光模組是光通訊網路的重要組成部分。

它

是一種以鐳射作為載體，以光纖作為傳輸媒介的有源光器件，核心功能是實現光電轉換。

目前，傳統光模組主要採用III-V族半導體晶片、高速電路矽晶片、光學元件等器件封裝而成，本質上屬於“電互聯”。

而隨著電晶體加工尺寸的逐漸縮小，電互聯將逐漸面臨傳輸瓶頸，矽光技術應運而生。

矽光子技術是基於矽和矽基襯底材料（如SiGe/Si、SOI等），利用現有CMOS工藝進行光器件開發和整合的新一代技術。

矽光技術的核心理念是“以光代電”，即採用鐳射束代替電子訊號傳輸資料，將光學器件與電子元件整合至一個獨立的微晶片中。

矽光具有低功耗、高整合和高速率的特點，是後摩爾時代的關鍵技術選擇。

當前雖然矽光方案的模組無法完全取代傳統方案，但供應份額勢必大幅提升，相應市場規模可期，且給了新進入者一定的彎道超車機會。

光模組成本高昂已成為阻礙光通訊發展的關鍵問題。

在100G短距CWDM4和100G中長距相干光模組中，矽光成本優勢不大。而在400G以上速率的場景中，傳統DML和EML成本較高，矽光模組存在較好的機會，成本優勢明顯。

目前，矽光產品最主要的應用依然是資料中心，100G數通矽光光模組方案已經成熟進入穩步出貨階段，400G開始從2020年的小批次進入到2021年的大批次，矽光模組彈性可期。

根據Intel的矽光子產業發展規劃，矽光模組產業已經進入快速發展期，2022年，矽光子技術在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統光模組。

市場研究公司LightCounting資料顯示，矽光技術改變光器件行業的轉折點已到來，2025年矽光模組的市場規模將接接近60億美元，份額將從2018-2019年的14%增長到2025年的45%，未來5年，該市場將實現兩位數增長。

矽光模組市場規模預測：

資料來源：LightCounting

與傳統模組產業鏈對比

光模組產業鏈存在上下游的資源壁壘，解決上游晶片供應與取得下游大客戶訂單是贏得競爭的關鍵。

傳統光模組產業鏈主要由光電晶片-光器件-光模組-資料交換裝置廠商四個環節。上游為光晶片及無源光器件，下游

需求的兩大來源是數通市場和電信市場。

傳統光模組採用分立式結構，光器件部件多，封裝工序複雜且需要較多人工成本。

相對傳統的分立式器件，矽光模組將多路鐳射器，調製器和多路探測器等光/電晶片都整合在矽光晶片上，體積大幅減小，有效降低材料成本、晶片成本、封裝成本，同時也能有效控制功耗。

傳統光模組產業鏈：

矽光光模組與傳統光模組產業鏈的主要區別在於光晶片部分，其是高度整合的單晶片，而不是傳統的分離多器件的組合。

其餘產業鏈環節大致相同，不過矽光模組的高度整合會減少部分配套器件的使用，這一趨勢在後續“On-Board”封裝方案中體現將更明顯。

矽光模組晶片

光模組尤其是高速光模組在通訊網路裝置成本中佔比達到50%～60%，光模組的選擇和成本將直接影響網路總體建設成本，光模組成本高昂已成為阻礙光通訊發展的關鍵問題。

而在光模組成本中，40%為光晶片成本，其中20%左右是鐳射器成本，若鐳射器成本節約3/4，可降低15%的整體成本，同時降低部分人工和元件成本，若在100G短距PSM4中，引入矽光技術，調製器和無源光路可高度整合，可使用1個25G鐳射器實現4路獨立訊號的調製和傳輸，顯著節約晶片成本。

就晶片環節看，分為晶圓製造、設計、代工、封裝測試等環節，基本可複用電子積體電路產業鏈。

矽光晶片內的功能部件主要透過光子介質傳輸資訊，連線速度更快，因此更適合資料中心和中長距離相干通訊等應用場景。

關於矽晶片上的光源主要有兩種主流的方案，透過外接鐳射器匯入光源（Luxtera）和透過鐳射器粘合在矽晶片上（Intel），兩種方案均已有成熟商用產品。

其中在400G光模組場景中，Intel在成功推出100G光模組的基礎上，繼續使用在矽晶圓上粘合InP光源的方式推出了400GQSFP-DDDR4光模組。

我國在光模組產業鏈中，上游核心晶片和器件一直比較弱，尤其是25Gb/s以上的高速高階晶片領域國產化率極低。在目前的矽光技術中，依然呈現出這種態勢，國產廠商更多依靠封裝能力與歐美晶片廠商合作，來切入產業鏈，後期透過技術積累提升自研晶片技術是重要發展方向。

矽光模組市場格局

矽光領域前景廣闊，傳統通訊裝置巨頭及相關行業有競爭力的企業紛紛入場佈局。

資料來源：Yole

國外的企業如Intel、Acacia及SiFotonics等由於起步較早，均已推出多款基於矽光技術的器件產品，在行業內佔據頭部地位。

Intel走的是一體化IDM模式；代工廠如TSMC（臺積電）、Silex、APM和VTT，都在積極研發矽光子規模製造工藝；Luxtera、Sicoya、Rockley、Inphi、Acacia在矽基光電整合收發晶片的設計方面走得較為靠前。

國內企業進入該領域較晚，主要透過併購或者與外企合作的模式來切入，在技術研究及產品開發與國外巨頭相比仍有不小的差距，目前仍處於追隨者的地位。

光迅科技、阿里巴巴、海信寬頻、中際旭創、亨通光電、博創科技、新易盛等企業近年來陸續釋出了基於矽光技術的400G光模組產品解決方案，矽光技術在產業化的道路上將越來越成熟。

國內外企業矽光技術佈局：

在工信部頒佈的《中國光電子器件產業技術發展路線圖2018-2022》中，就將“加強核心有源鐳射器、矽基光電子晶片及上游材料的設計、製造工藝平臺建設與工藝人才培養”作為重要技術創新目標，並在矽基相干光收發晶片、矽基100G PAM-4調製晶片、矽基波導光開關、可變光衰減器陣列晶片等方向給出了具體的發展目標。總體來看，矽光市場剛剛開始，未來市場格局變數巨大，新進入者存在一定的機會，矽光行業發展具有廣闊的市場空間。