2022年中国光模块行业研究报告（摘要版）

行业概览| 2022/06 中国：光通信系列中国：光通信系列 行业概览12022/ 摘要 摘要 光模块（Optical module）是光通信中实现电光和光电转换的光电子器件，是光通信产业的核心和光电转换的光电子器件，是光通信产业的核心部分。光模块从部分。光模块从2000年以前主流的GBIC封装方2000年以前主流的GBIC封装方式，到封装体积更小的SFP封装方式，再到眼下式，到封装体积史小的SFP封装方式，再到眼下先进的QSFP-DD和OSFP封装方式，总体朝着更高速率、更小型化、可热插拔的方向发展。其主高速率、更小型化、可热描拨的方问发展。其主要应用场景包括以太网、CWDM/DWDM、连接器、Fibre Channel、有线接入和无线接入，六大细分场景覆盖数通市场和电信市场。 n400G光模块封装：QSFP-DD，OSFP和CFP8 光模块（Opticalmodule）是光通信中实现电光 400G光模块封装：QSFP-DD，OSFP和CFP8 随着数据中心和云计算服务的高速发展，全球数随着数据中心和云计算服务的高速发展，全球数 据流量呈指数级增长，使得数据中心更高速率、据流量呈指数级增长，使得数据中心更高速率、 更大带宽、更低时延方向发展，400G也成为了数据中心互联（DCI）的主流速率。目前，QSFP-DD光模块的外形尺寸是几种400G光模块封装类型中最小的，同时可提供每个机架单元最高的端口密度和最低的使用功耗。其向后兼容性方面也更加灵活，可支持供应商在无需重新设计前面板的情况下将现有100G产品平滑演进至400G。因此，QSFP-DD是400G光模块主流的封装形式。 史大带宽、史低时延万向同发展，400G也成为了数据中心互联（DCI）的主流速率。目前，QSFP DD光模块的外形尺寸是几种400G光模块封装类 型中最小的，同时可提供每个机架单元最高的端口密度和最低的使用功耗。其向后兼容性方面也更加灵活，可支持供应商在无需重新设计前面板的情况下将现有100G产品平滑演进至400G。因此，QSFP-DD是400G光模块主流的封装形式。 先进的QSFP-DD和OSFP封装方式，总体朝着史 要应用场景包括以太网、CWDM/DWDM、连接 器、FibreChannel、有线接入和无线接入，六 大细分场景疆盖数通市场和电信市场 n800G光模块：沿用Q SF P -D D封装，实现QSFP-DD800 800G光模块：沿用QSFP-DD封装，实现 QSFP-DD800 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、服告提供的任何内客（包括但不限于数据、文字服告提供的任何内客（包括但不限于数据、文字图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密图表、图像等）均系头豹研究院强有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责实豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展爱权或聘用具地进可第三方代表实的研究院开展商业活动。 QSFP-DD主要通过8×50Gbps实现400G速率，随着数据中心内部带宽压力不断增大，400G光模块应用率不断提升，而400G大规模商用也将推动单波100G技术的不断发展，同时为800G光模块奠定技术基石。目前，8 0 0 G业内主流仍将沿用QSFP-DD，通过8通道、单通道速率100Gbps的方式实现新一代的QSFP-DD800。 QSFP-DD主要通过8×50Gbps实现400G速率，随 着数据中心内部带宽压力不断增大，400G光模块应用率不断提升，而400G大规模商用也将推动单波100G技术的不断发展，同时为800G光模块奠定技术基石。目前，800G业内主流仍将沿用 性文件（在报告中另行标明出处者除外），：未经买豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式撞自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生， QSFP-DD，通过8通道、单通道速率100Gbps的方式实现新一代的QSFP-DD8O0， 任的权利。头豹的研究院开展的所有商业活动均使 n光模块应用：六大细分场景覆盖数通和电信 光模块应用：六大细分场景覆盖数通和电信运营商市场 运营商市场 用“头豹研究院“或“头豹"的商号、商标，头豹研 究际无进计可即还客之外的其地分支，地 光模块的应用场景主要包括以太网 、CWDM/DWDMCWDM/DWDM、连接器、Fibre Channel、有线、连接器、Fibre Channel、有线接入和无线接入，六大细分场景覆盖数通市场和接入和无线接入，六大细分场景覆盖数通市场和电信市场。 光模块的应用场景主要包括以太网 商业活动。 电信市场。 Chapter 1 Chapter 1 光模块产业综述 光模块产业综述 q 光通信产业综述：口光通信产业综述： n ■光模块综述 光模块综述 n 光模块成本 光模块成本 n 光模块封装 光模块封装 n 400G光模块 400G光模块 n 800G光模块 1800G光模块 n ■光模块应用细分 光模块应用细分 n 数通市场数通市场 n 电信市场电信市场 光模块：光通信设备核心器件，实现信息的传送与接收光模块：光通信设备核心器件，实现信息的传送与接收 光模块是光通信中实现电光和光电转换的核心器件，其通常由 光模块是光通信中实现电光和光电转换的核心器件，其通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光 光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成 探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成 光通信中的信息传送与接收光通信中的信息传送与接收 光纤光纤 数据数据 光模块分类光模块分类 n■光模块是光通信中实现电光和光电转换的光电子器件光模块是光通信中实现电光和光电转换的光电子器件 光模块（Opticalmodule）是光通信中实现电光和光电转换的光电子器件，其由各类光器件、功能电路和光接口组成，光器件又包子器件，其由各类光器件、功能电路和光接口组成，光器件又包含发射和接收两部分。在光通信的数据传输过程中，光模块中的含发射和接收两部分。在光通信的数据传输过程中，光模块中的发射端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再将光发射端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再将光信号转换成电信号。 光模块（Opticalmodule）是光通信中实现电光和光电转换的光电 光发送模块光发送模块Transmitter Transmitter 光接收模块光接收模块 信号转换成电信号。 Receiver Receiver 光模块是多种模块类别的统称，具体来讲可分为：光发送模块、光模块是多种模块类别的统称，具体来讲可分为：光发送模块，光接收模块、光收发一体模块和光转发模块。目前，通常业内所光接收模块、光收发一体模块和光转发模块。目前，通常业内所说的光模块是指光收发一体模块。 说的光模块是指光收发一体模块。 光收发一体模块光收发一体模块Transceiver Transceiver 一个光收发一体模块通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光一个光收发一体模块通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光 接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部 分组成。其实现信息传输的原理为：在发射端，驱动芯片对原始分组成。其实现信息传输的原理为：在发射端，驱动芯片对原始电信号进行处理，然后驱动半导体激光器（电信号进行处理，然后驱动半导体激光器（LD）或发光二极管LD）或发光二极管（LED）发射出调制光信号；在接收端，光信号进来之后由光探测(LED）发射出调制光信号：在接收端，光信号进来之后由光探测 光转发模块光转发模块光转发模块Transponder Transponder 二极管转换为电信号，再经前置放大器后输出电信号。 二极管转换为电信号，再经前置放大器后输出电信号。 头的研究院 光模块成本：光芯片成本占比随光模块速率提升而提升 在中端光模块中，光器件成本占比约在中端光模块中，光器件成本占比约73%，电路芯片占比约18%。73%，电路芯片占比约18%。 在光器件中，光发射组件和光接收组件合计占比约80%。随着光 在光器件中，光发射组件和光接收组件合计占比约80%。随着光模块速率的提升，其中光芯片成本占比也将提升至50% 模块速率的提升，其中光芯片成本占比也将提升至50% 光模块成本结构光模块成本结构 4% 5% 4% 5% 3% 3% TOSA TOSA 9% 8% ROSA = ROSA 光器件 18% 光器件 18% 48% 4.8% 电路芯片电路芯片PCB外壳 结构件 结构件 PCB 32% 尾纤 32% 尾纤 滤光片 外壳 73% 73% 滤光片 光芯片成本占比随光模块速率提升而提升光芯片成本占比随光模块速率提升而提升光芯片成本占比随光模块速率提升而提升 n■中端光模块中光器件成本占比约73%，是决定光模块中端光模块中光器件成本占比约73%，是决定光模块价格的核心因素 价格的核心因素 光模块由多个光器件封装而成 ， 其包括光发射组件光模块由多个光器件封装而成，其包括光发射组件（(TOSA，含激光器芯片）、光接收组件（ROSA，含探TOSA，含激光器芯片）、光接收组件（ROSA，含探测器芯片）、驱动电路和光电接口、导热架、金属外壳测器芯片）、驱动电路和光电接口、导热架、金属外壳等。在中端光模块中，光器件成本占比达73%，电路芯等。在中端光模块中，光器件成本占比达73%，电路芯 片达片达18%。光器件中，以激光器为主的发射组件成本占18%。光器件中，以激光器为主的发射组件成本占比达48%，以探测器为主的接收组件成本占比达32%。 高端光模块高端光模块 比达48%，以探测器为主的接收组件成本占比达32%。 中端光模块中端光模块 n光芯片是光模块的核心，高端光模块中光芯片成本 光芯片是光模块的核心，高端光模块中光芯片成本占比超50% 占比超50% 在光模块中，光芯片是其最核心的部分，光芯片的性能在光模块中，光芯片是其最核心的部分，光芯片的性能与传输速率直接决定了光模块的传输速率，而中、高速与传输速率直接决定了光模块的传输速率，而中。高速率的光芯片技术通常掌握在海外厂商手中。随着光模块审的光芯片技术通常掌握在海外厂商手中。随着光模块速率的提升，光芯片在其中的成本占比也相应增加。通速率的提升，光芯片在其中的成本占比也相应增加。通常情况下，中端光模块中光芯片成本占比约40%，在高常情况下，中端光模块中光芯片成本占比约40%，在高端光模块中，光芯片成本占比约50%。 低端光模块低端光模块 0% 20% 40% 60% 端光模块中，光芯片成本占比约50%。 40% 60% 0% 20% 光模块封装：从早期的GBIC到先进的QSFP-DD和OSFP 光模块可根据封装类型、传输速率、波长景等进行分类，而传光模块可根据封装类型、传输速率、波长景等进行分类，而传输速率越高，光模块的结构越复杂。如何在光模块体积不变的输速率越高，光模块的结构越复杂。如何在光模块体积不变的情况下提升数据传输速率，是光模块封装技术演进的重点方向情况下提升数据传输速率，是光模块封装技术演进的重点方向 光模块封装类型光模块封装类型 封装类型