光模块行业发展现状及趋势预测

随着云计算和5G网络兴起，数据中心趋于更高速率发展，因此，布局在数据中心不同位置的网络设备必须适应变化，向更高速率升级。下表为历年来服务器接入交换机的传输速率演变情况，企业服务器的接入从1G-10G向10G-25G发生转变，大型云服务器的接入从10G-40G向25/50G-50/100G发生转变。

由于服务器、交换机等网络设备趋于更高速率、更高性能的发展，光模块也必将随之发生转变，这样才能确保整个网络的性能。下表为历年来数据中心中各个位置网络部署情况，从表格中我们可以看出，数据中心园区正在从40G向100G甚至更高速率发生转变，如今，100G光模块风头正盛。(说明：表格中不同类型的光模块旨在用于不同传输距离和应用环境的信号传输，如，40GLR4用于传输距离为10千米的链路，100GCWDM4用于传输距离为2千米的链路。)

此外，相比传统的三层架构，未来数据中心将更多地采用脊叶结构。脊叶结构能最大限度地提高服务器之间的连接性，有利于快速部署数据中心光模块，促进数据中心趋于更高速率发展。这也将会是未来超大规模数据中心部署200G/400G的最佳方式。

随着数据中心的快速发展，光模块的设计制造、使用和维护都将面临着更加严峻的挑战。

(一)成本控制

想要在确保光模块性能的情况下，控制成本是件不容易的事情。随着数据流量不断增长，数据中心承载的压力也越来越大，因此它对下一代网络设备提出了更高的要求，如，必须具备更高的端口密度、更快的速率等特性，这也推动了光模块趋于更小体积、更高速率的发展。但随着速率的提升，对光模块芯片的要求也会越来越高，光模块的成本也会随之增长，如，第三方供应商提供的400G光模块高达数万元，更不用说原设备制造商所提供的400G光模块，运营商若要大规模部署400G，那么布线成本将会非常高。

(二)设计制造

5G网络的到来，推动了数据中心交换机和服务器的端口速率趋于更高速率发展，增加了数据中心交换机和服务器的专业集成电路(ASIC)的容量。然而，端口速率的增加，将会加大电信号通过线卡传输到路由器或交换机前面板的挑战，从而增加了光模块的设计和制造的复杂性。

(三)互操作性

如今，数据中心的设备通常由不同的供应商所提供，虽然行业已明确规范了光模块的接口标准，但不同供应商生产制造的光模块的代码存在着差异性，所以可能会出现某个供应商的光模块与其他供应商制造的设备不兼容。即便是现在已有第三方供应商提供兼容光模块和box(写码板)，但也只能解决部分兼容问题，数据中心光模块与设备之间的互操作性仍然是一大挑战。

(四)散热性

数据中心的设备在工作时都会产生热量，如果设备散热难，将会导致室内机房温度急剧上升，这对于网络传输来说是极其不友好的，如，光模块在高温的环境下持续工作将会引起丢包，严重时将会直接烧毁报废;因此，数据中心光模块的散热性也是不容忽视的问题。

除此之外，数据中心正在趋于绿色节能环保发展，考虑到可持续性，数据中心光模块也应该趋于低功耗节能发展。

我国光模块和光芯片在10G及以下占据了绝大部分份额，但在25G及以上明显处于弱势。目前全球一线光器件厂家均积极布局有源光芯片、器件与光模块产品，并达到100G速率及以上水平，我国大部分厂商立足中低端产品，同质化竞争严重，盈利水平比较微薄，难以投入更多资金进行高端产品研发。

对此，工信部提出调整产业结构，培育行业龙头策略，目标是在2022年中低端光电子芯片国产化率超过60%，高端光电子芯片国产化率超过20%;有2-3家企业进入全球前十，1家进入前三。国家政策的扶持利好于国内光模块行业一线企业，在融资渠道、税收优惠、人才引进等诸多方面会给予便利，看好相关标的公司，如光模块唯一全球前十的中际旭创;国内少数能量产100G/200G光模块的新易盛。

移动互联网流量仍处于爆发式增长阶段。一方面，随着智能终端的普及和视频应用的兴起，网民对于网络流量的需求日益提高;另一方面，随着“提速降费”、“畅享套餐”等推动下，国内网络流量的资费逐步下调，促进人们更多体验互联网。全球来看，移动数据和互联网流量亦呈现迅猛增长态势。据预测，从2016年到2021年，全球移动数据流量将以46%的年复合增速增长，到2021年达到每月48.3EB，其中中东和非洲、亚太地区年复合增速更是高达65%和49%。随着数据中心内部数据的持续增长，超大规模数据中心会更倾向于选择叶脊架构来缓解核心层的流量负载问题。在这种架构下网络设备数量和网络连接数将增加，相应的光模块的数量和速率也需不断提高。目前数据中心内部光接口正从10G/25G向40G/100G迈进，未来还将向100G/400G迈进。

高速率是光模块的未来发展必然趋势，随着光模块向400G、800G甚至1.6T等高速率演进，以Tb/s的光纤传输速度或将成为光通信传输速率瓶颈，而硅光子集成技术具备的超高传输速率能打破这一瓶颈，实现Pb/s量级的传输。同时，由于硅材料价格低廉且在半导体工艺中实现了成熟应用，能极大地降低光模块的采购成本及集成技术难度，突破传统光模块的成本限制。

截至目前，硅光集成技术的研发及产业化主要集中于光模块产业链中的上游硅光芯片制造，以Intel、Luxtera为代表的国外企业为主导，国产化率较低。

《2022-2027年中国光模块行业发展现状及趋势预测报告》由中研普华光模块行业分析专家领衔撰写，主要分析了光模块行业的市场规模、发展现状与投资前景，同时对光模块行业的未来发展做出科学的趋势预测和专业的光模块行业数据分析，帮助客户评估光模块行业投资价值。