光通信行業發展趨勢有哪些？

硅光是光模塊未來重要發展方向之一。

硅光解決方案集成度高，同時在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表現，因而是光 模塊未來的重要發展方向之一。硅光子技術是基于硅和硅基襯底材料，利用現有 CMOS 工藝 進行光器件開發和集成的新一代技術。 AI 的爆發導致了對光模塊速率和數量的需求極大的增長，降本降功耗變得更為緊迫，這導 致了客戶對硅光的接受度有望提升。LightCounting 預計使用基于 SiP 的光模塊市場份額將從 2022 年的 24%增加到 2028 年的 44%，LPO 有望加速硅光滲透率進一步提升。硅光方案中， CW 激光器芯片作為外置光源，硅基芯片承擔速率調制功能。CW 大功率激光器芯片，要求同 時具備大功率、高耦合效率、寬工作溫度的性能指標，對激光器芯片要求更高。光模塊廠商布 局硅光方案，大功率、小發散角、寬工作溫度 DFB 激光器芯片將被廣泛應用。

硅光最主要、最直接的應用場景是數據中心，英特爾在該領域占據主導地位。此外，在電 信領域、光學激光雷達、量子計算、光計算以及在醫療保健領域都有廣闊的發展前景。Yole 預 計 2028 年硅光芯片市場價值將超過 6 億美元，2022-2028 年的年復合增長率為 44%。這一增 長主要受用于高速數據中心互聯和用于機器學習的 800G 可插拔光模塊的推動。硅光方案中， 激光器芯片僅作為外置光源，硅基芯片承擔速率調制功能，因此需將激光器芯片發射的光源耦 合至硅基材料中。憑借高度集成的制程優勢，硅基材料能夠整合調制器和無源光路，從而實現 調制功能與光路傳導功能的集成。

數據中心光互聯方案可根據其傳輸距離來選擇兩種支撐技術，一種是直接探測技術，另一 種是相干探測技術。相干探測憑借著高容量、高信噪比等優勢在城域網內的長距離 DCI 互聯中 得到廣泛應用，而直接探測的應用場景更適合相對短距離互聯。隨著單通道傳輸速率的提高， 現代光通信領域越來越多的應用場景開始用到相干光傳輸技術，相干技術也從過去的骨干網下 沉到城域甚至邊緣接入網。 數據中心之間為實現數據直連通道，提高網絡傳輸質量，需要用 400G/800G 等相干光模 塊來解決數據中心之間的 DCI 互聯應用場景。Omdia 預計 2025 年相干模塊將達到 250 萬支規 模；2022-2025 年 400G 相干光模塊年復合增長率將超 40%。訊石預測到 2028 年 ZR 光模塊 市場規模將超過 60 億元。

光電共封裝（CPO）指的是交換 ASIC 芯片和硅光引擎（光學器件）在同一高速主板上協 同封裝，從而降低信號衰減、降低系統功耗、降低成本和實現高度集成。CPO 技術可以縮短 交換芯片和光引擎之間的距離，以幫助電信號在芯片和引擎之間更快地傳輸；不僅能夠減少尺寸，提高效率，還可以降低功耗。CPO 行業標準形成預計還要一定時間，但 CPO 的成熟應用 或帶來光模塊產業鏈生態的重大變化。硅光技術既可以用在傳統可插拔光模塊中，也可以用在 CPO 方案中。800G 傳輸速率下硅光封裝滲透率會有提升，而 CPO 方案則更多的是技術探索。 從目前 CPO 相關技術路徑構架來看，在 CPO 交換機中 CW 光源單顆價值量將提升，同時所需 要的功率也將進一步提高。

CPO 將光模塊與交換機 ASIC 或處理器集成在一起，從而在 scale-out（云網絡架構）和 scale-up（AI/GPU 集群）網絡中實現高帶寬、低功耗的互連。CPO 供應鏈涵蓋半導體晶圓廠、 光電子制造商、封裝服務商和光纖廠商等多個環節。

2025 年 GTC 大會上，英偉達發布 Spectrum-X 和 Quantum-X 硅光子交換芯片，標志著 CPO 在 AI 基礎設施中的應用邁出了重要一步。這些交換機使用 CPO 連接具有 1.6Tbps 端口 的 GPU。英偉達在其 Rubin 架構中采用 CPO 技術，突破了 NVLink 的限制，實現更快、更具 擴展性的低功耗互連。 根據 Yole Group 的測算，CPO 市場價值在 2024 年為 4600 萬美元，預計到 2030 年將達到 81 億美元，復合年增長率高達 137%。這一增長主要由從可插拔光模塊向 CPO、以及從 銅纜向光通信的轉變所驅動，旨在應對功率、密度、可擴展性、帶寬和傳輸距離等方面的挑戰。