光模块

从物理定律推导一条产业链
光模块 Primer · 口径截至 2026 年年中
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一个 800G 光模块的售价,
大约是一部旗舰手机。
而它只做一件事——
把电变成光,再把光变回电。
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怎么用这份材料

六个问题,答完就算学会了

1
为什么非得用光?
铜线在什么地方失效,失效得有多突然
2
光模块里面到底有什么?
四个动作,四类器件,一张料单
3
型号怎么读?
看懂 800G-DR8,就看懂了整个货架
4
钱花在哪、谁赚走了?
成本结构决定了利润归属
5
需求怎么算?
一张显卡到底配几个模块
6
怎么验证我没被忽悠?
可核的高频指标在哪里
读法
每一页只讲一件事。看完一页先自己复述一遍,再翻下一页。
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01
为什么必须是光
这不是技术偏好,是一堵撞上去就过不去的物理墙。
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第一性原理 · 起点

速率每翻一倍,铜线能走的距离就腰斩

每通道 25G
约 5 米
每通道 50G
约 3 米
每通道 100G
约 2 米
每通道 224G
约 1 米,甚至更短
电信号在铜线上的损耗随频率与距离一起上升,且不是线性变差,是加速变差。距离数字为工程经验量级,随线材与均衡方案浮动。
要点
当铜的可用距离掉到一个机柜以内,跨机柜连接就只剩光一条路。这是物理,不是选择题。
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需求的形状

一万张显卡要互相说话,不是"多用一点光"

传统云计算
南北向为主
用户到服务器,流量小、可容忍延迟
AI 训练集群
东西向为主
显卡到显卡,每一步都要同步,慢一个就全等

训练一个大模型,成千上万张显卡必须在每一轮计算后交换梯度。任何一条链路慢,整个集群就一起等。所以 AI 集群的网络不是"配套设施",它和算力本身同等重要——这就是为什么每一个显卡端口都要配光。

要点
光模块的需求量不由数据中心的面积决定,由显卡的数量和它们互联的方式决定。
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02
光模块在干什么
把它拆开,你会发现里面每一颗芯片都是被物理逼出来的,一个都省不掉。
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解剖 · 一

四个不可省略的动作

发送端 · 01
调制
把电信号变成激光的明暗变化
→
发送端 · 02
耦合
把光准确地送进头发丝粗的光纤
→
接收端 · 03
探测
把到达的微弱光变回微弱电流
→
接收端 · 04
还原
把被削弱、被拖尾的信号救回原样
一根光纤本身几乎不值钱。贵的是两端这四个动作,以及做这四个动作所需要的芯片。
要点
第四步"还原"最容易被忽略,却是成本和功耗的大头——后面所有的路线之争,都是围着它打的。
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解剖 · 二

每个动作,对应一颗必须买的芯片

动作核心器件它解决什么难在哪
调制激光器 + 驱动芯片产生光,并让它按数据高速闪烁材料与外延,良率低
耦合透镜、隔离器、合波器把光对准送进纤芯,多路合成一路微米级对准,靠工艺
探测光电探测器把光子变回电子灵敏度与噪声
还原跨阻放大器 + 数字信号处理芯片把失真的波形判回 0 和 1先进制程,功耗大
要点
一个光模块的料单,就是这张表的逐行报价。理解了这四行,就理解了成本结构从哪来。
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一个反直觉

光模块里最贵的东西,
常常不是"光"

在高速率模块里,那颗负责"把失真信号救回来"的数字信号处理芯片,通常要用先进制程流片,单颗成本可以逼近甚至超过激光器。它同时也是模块里最耗电的部分。

记住这一点,你就能预判整个行业的下一步:所有人都想把这颗芯片省掉。

要点
谁能合法地省掉这颗芯片,谁就重写了竞争格局——这正是后面 LPO 与 CPO 两条路线的全部动机。
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03
怎么读懂一个型号
这一节最实用。学完你能独立看懂任何一张光模块产品表。
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带宽从哪来

只有四个旋钮可以拧

旋钮一
每通道多快
单条光路的速率,如 100G 提到 200G
×
旋钮二
开几条通道
并行的光路数,4 条、8 条、16 条
×
旋钮三
一根纤塞几色光
波分复用,不同颜色互不干扰
×
旋钮四
用几根光纤
最笨但最有效,代价是纤和接口都要翻倍
这四个旋钮的组合方式,就直接写在型号名字里。下一页开始拆。
要点
任何"带宽翻倍"的新品,一定是这四个旋钮里的某一个被拧动了。先问是哪一个,再问代价是什么。
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天下没有免费的带宽

每个旋钮都要付出对应的代价

拧哪个旋钮得到什么付出什么
每通道更快不增加光纤和接口,最省空间信号失真骤增,还原芯片更贵更耗电
更多并行通道技术难度低,最快能落地激光器数量翻倍,光纤和接口都翻倍
更多波长一根光纤走更多数据,省纤要多种波长的激光器,还要合波分波器件
更多光纤最直接面板插不下、机房理不了线、运维成本升
要点
短距离场景倾向"多通道多光纤"(便宜),长距离场景倾向"多波长"(省纤)。经济性决定路线,不是技术优劣。
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核心技能

把一个型号拆开:800G-DR8

800G
总带宽
这个模块每秒能搬 800 千兆比特
D
距离等级
D = 500 米级,用单模光纤
R
单波长
每条通道只用一种颜色的光,不做波分
8
并行通道数
8 条独立光路,各 100G,占 8 对光纤
同理可推:400G-FR4 = 4 个波长 × 100G、2 公里、共用一对光纤;1.6T-DR8 = 8 通道 × 200G、500 米。
要点
型号 = 总带宽 + 距离等级 + 通道数。把"总带宽 ÷ 通道数"一除,就知道它用的是哪一代单通道速率。
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距离等级速查

字母就是距离,距离就是成本

SR
约 100 米
多模光纤,最便宜,机柜内
DR
500 米
单模,AI 集群主力
FR
2 公里
单模,跨楼栋主力
LR
10 公里
园区互联
ER
40 公里
城域
ZR
80 公里以上
要用相干技术,另一个物种
要点
AI 数据中心的主战场是 DR 与 FR 这两档。看到某家公司主打 ER/ZR,说明它在电信市场而不在 AI 市场。
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物理约束

交换机面板就那么大,这是一堵墙

一代
4 通道
早期主流封装,一个口 4 条光路
→
二代
8 通道
同样面板孔位,塞进一倍的光路
→
三代
16 通道
再翻一倍,但散热开始成为瓶颈

一台标准高度的交换机,面板上大约只能排下三十几个光口。带宽要翻倍,要么每个口塞更多通道,要么每个通道更快——面板孔位这个数字,几乎是不动的。

要点
面板密度和散热,是把光引擎往芯片旁边搬(共封装光学)的第二个推力。第一个推力是功耗。
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04
钱花在哪,谁赚走了
成本结构决定利润归属。这一节回答:为什么出货量第一,不等于赚钱第一。
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料单拆解

一个高速模块的成本,大致这样分

45%
22%
10%
9%
14%
光芯片
还原芯片
无源光学
驱动与放大
结构与组装
量级示意,非某一具体产品的实际报价。占比随速率、技术路线与批量大幅浮动:速率越高,两颗芯片的合计占比越高。
要点
两颗芯片合计约占三分之二。也就是说,光模块厂商每卖 100 元,有 67 元是替上游收的。
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一个不舒服的事实

最贵的两块,主导权都不在国内厂商手里

光芯片
  • 高速激光器与调制器,长期由美、日厂商主导
  • 材料外延与良率是几十年积累,不是投钱就能追
  • 国内已在中低速率突破,高速率仍在爬坡
还原芯片
  • 用先进制程流片,本质是一颗高速数字芯片
  • 供应商高度集中,议价能力强
  • 同时受出口管制影响,是明确的卡点
要点
这解释了国内光模块公司毛利率的天花板:不是不会定价,是料单的三分之二定价权在别人手上。
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那模块厂赚的是什么钱

良率、交付、和别人抄不走的工艺手感

良率

微米级对准,几个百分点的良率差异,直接吃掉全部利润。这是最硬的护城河,也最难被尽调看到。

交付

客户要的是"下季度给我十万只"。能按时按量交,本身就是稀缺能力,值得溢价。

先上车

新一代速率谁先量产、先通过客户认证,就能吃到一到两年的高毛利窗口,之后价格迅速下滑。

要点
"组装"两个字听起来低端,但在这个行业里,良率就是全部的利润。别用词感去判断价值。
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产业地图

三层玩家,三种生意

层卖什么生意的本质定价权
芯片层激光器、探测器、还原芯片研发与制程驱动,赢家通吃强
模块层整只光模块良率、产能与客户认证驱动中
无源与结构层透镜、连接器、光纤阵列、外壳精密制造,工时与一致性驱动中偏弱,但单项可能垄断
心法
看一条产业链,先问"谁能涨价",再问"谁的规模大"。这两个答案经常不是同一个人。
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路线之争

三种形态,本质都在抢同一件事

可插拔

今天的主流。坏了拔下来换一只,运维最省心,但功耗最高。

线性直驱

保留可插拔形态,但把还原芯片省掉,靠更好的模拟设计硬扛。改动小,收益立竿见影。

共封装光学

把光引擎搬到交换芯片旁边,电走线缩短到厘米级,功耗最省,但坏了不能单独换。

要点
三条路线争的是同一件事:那颗又贵又耗电的还原芯片,能不能省,以及省了之后谁来承担风险。
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05
需求的算术
这一节是投资决策真正用得上的部分,也是最容易被高估的部分。
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需求怎么算

一条乘数链,四个假设

因子一
显卡出货量
相对最容易被跟踪的一项
×
因子二
每张卡几个网络口
由集群架构决定
×
因子三
网络层数倍数
每条链路两端各一只,层数越多倍数越大
×
因子四
换代速度
上一代模块能不能沿用
按常见的多层组网假设,每张加速卡对应的高速模块数量大致落在两只到六只这个区间。这是区间不是定数——四个假设里任何一个变一档,结论可以差一倍。
要点
当有人给你一个"每张卡配 X 只模块"的精确数字时,先问他这四个假设分别取了什么值。
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最重要的一条分界线

机柜内用铜,机柜外用光

机柜内互联
  • 几十张卡组成一个高速互联域
  • 距离在一米以内,铜缆仍然够用
  • 更便宜、更省电、更可靠
  • 这部分需求不产生光模块
跨机柜互联
  • 把成百上千个机柜连成一个集群
  • 距离超过铜的极限
  • 只能用光
  • 这才是光模块的真实需求池
要点
这条线往哪边移动,直接决定板块天花板。机柜内互联域做得越大,被"铜化"吃掉的光模块就越多。
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⚠️ 三件事在悄悄侵蚀乘数

带宽在涨,不代表模块只数在涨

铜在收复失地

高速互联域越做越大,域内改回铜连接,这部分光模块需求直接消失。

单只装得更多

一只模块从 800G 升到 1.6T,带宽翻倍但只数不变。带宽增速会显著快于只数增速。

形态在变

共封装光学一旦规模化,"可插拔模块"这个产品形态本身的数量就会被压缩。

要点
看多光模块的核心风险不是"AI 需求证伪",而是"需求在,但不以光模块的形式出现"。
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怎么验证

能高频核对的指标,只有这几个

看什么为什么有效频率
模块厂月度或季度营收最直接,但已被市场充分跟踪,超预期空间小月 / 季
光学设备与测试设备厂营收设备先行于量产,是少数领先指标月
交换芯片换代节奏决定下一代模块的启动时点按发布
上游芯片厂的光学业务指引能交叉验证模块厂的说法季
海关出口数据绕过公司口径,看实物流月
要点
跟大家看同样的东西,只能得到同样的结论。设备端的月度数据,是这条链上少数还没被拥挤交易的信号。
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⚠️ 风险清单

这个行业长期的四个坏习惯

风险机制怎么观察
价格年年降成熟型号每年降价是行业惯例,量增不等于收入增看单价而非只数
路线切换重置格局换一代技术,上一代的良率积累可能一次清零看新品认证进度
客户极度集中少数几个买家占了绝大部分需求,砍单杀伤力极大看年报客户集中度
库存周期剧烈拉货期看着永远缺货,转向时回落同样陡峭看渠道与在手订单
要点
光模块是典型的高弹性、高波动行业。它值得配置,但不适合当"拿着不看"的底仓。
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自测

不翻回去,能答出来才算学会

1
铜线为什么会失效?
用一句话说清速率与距离的关系
2
光模块的四个动作是什么?
哪一个最贵、最耗电
3
1.6T-DR8 是什么意思?
每通道速率是多少,用几对光纤,能走多远
4
模块厂赚的是什么钱?
为什么料单三分之二不归它
5
需求乘数的四个假设是什么?
哪一个最不稳定
6
最容易高估的地方在哪?
说出三个侵蚀乘数的机制
要点
第 3 题答得出来,你已经能独立看懂任何一张光模块产品表。第 6 题答得出来,你比大多数买方多想了一层。
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数字口径

这份材料里的数,分别是什么性质

类别性质可信度
铜缆距离等级工程经验量级,随线材与均衡方案浮动方向可靠,数值近似
距离与型号命名行业通行标准命名,非估计值高
料单成本占比量级示意,随速率与路线大幅浮动仅供理解结构,不可用于建模
每卡模块配比区间按常见组网假设推导的区间强依赖假设,需逐案重算
纪律
凡是要进模型的数字,都必须回到原始披露重新取数。这份材料负责让你理解机制,不负责提供入模参数。
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接下来

这份 primer 之后,往哪走

往上游走

光芯片与还原芯片是定价权所在,也是最值得单独立项研究的一层。

往形态走

共封装光学的供应链已经成形,是判断下一轮价值迁移方向的关键。

往验证走

把上一页那几个高频指标做成固定跟踪,让判断有月度的证据流,而不是季度的故事。

要点
理解产业结构只是入场券。真正的优势来自于比别人早一个月看到同一件事。
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带宽的每一次翻倍,
都是在四个旋钮里重新选一次代价。
本材料为产业机制的教学性说明,非投资建议。所有涉及数值的结论在用于决策前须回到原始披露重新取数核对。
光模块 Primer · Onyx-G Breathe 版式
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