光模块设备行业深度：AI发展带动光模块需求爆发，看好封装测试设备商充分受益

首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn 证券分析师：李文意执业证书编号：S0600524080005liwenyi@dwzq.com.cn ⚫AI算力驱动光模块代际升级，设备需求进入高景气周期。AI训练与推理集群规模持续扩大，光模块速率由400G全面迈向800G并加速向1.6T升级，出货结构向高端规格快速倾斜。高速率产品对贴片精度、耦合稳定性、测试带宽与一致性要求显著提升，推动设备向高精度、高自动化、高一致性方向升级。同时，架构由传统可插拔向CPO/OIO演进，新增先进封装与一体化测试需求，带动单位产线设备投资额抬升。需求扩张叠加技术升级，设备端迎来量增+价升的双重驱动。 ⚫贴片、耦合与测试为高价值核心环节，行业空间快速扩容。光模块封装流程涵盖贴片、键合、耦合与测试，其中耦合与测试为价值量最高环节，合计占比超过60%。800G及以上产品对耦合精度提升至0.05μm级，对自动化平台稳定性与重复定位能力提出更高要求；测试环节由分立仪器向一体化ATE平台升级，老化测试、功能测试及AOI在线检测成为规模化量产标配。随着高端规格占比提升，单条产线设备投入持续上行，全球光模块封测设备市场有望实现翻倍扩容，设备行业景气度具备较强延续性。 ⚫国产替代+自动化升级+先进封装导入，设备厂商迎结构性机会。中低端环节国产化率已较高，但高精度贴片、金丝键合、高端测试仪器等领域仍由海外主导，进口替代空间广阔。光模块行业过往为劳动密集型，随着海外建厂与人工成本上升，自动化、整线化解决方案成为扩产核心路径。进一步看，CPO/OIO将光模块封装推向半导体级先进封装阶段，引入2.5D/3D封装、TSV、混合键合等工艺。 ⚫投资建议：重点推荐罗博特科（耦合设备）、科瑞技术（贴片、耦合机）、凯格精机（封装、贴片机）、博众精工（贴片、耦合机）、普源精电（测试仪器仪表）、奥特维（AOI设备）、快克智能（封装、AOI设备、贴片机等）、天准科技（AOI设备），建议关注猎奇智能（拟上市）（耦合、贴片机）、联讯仪器（拟上市）（测试仪器&测试ATE）。 ⚫风险提示：AI算力投资节奏不及预期导致光模块需求放缓、800G/1.6T及CPO渗透进度低于预期、国产替代推进节奏存在不确定性、行业竞争加剧及价格下行风险。 一、AI发展带动光模块需求爆发，CPO等为未来发展趋势 二、光模块三大核心封装测试设备为贴片、耦合、测试仪器仪表&测试机 三、充分受益行业自动化&定制化&国产化需求，未来CPO时代技术持续迭代 四、重点公司 五、投资建议&风险提示 1.1光模块为光通信系统中实现信号电-光-电转换的核心器件 ⚫光通信是以激光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，实现信号电光/光电转换，将数字信号转化为光通过光纤传输。 ⚫光模块主要由光发射器件（TOSA）、光接收器件（ROSA）、电芯片、PCB、结构件等组成，其中光发射器件及光接收器件等光器件为光模块核心部件，光器件的核心元件为光芯片。 1.1光模块为光通信系统中实现信号电-光-电转换的核心器件 ⚫光模块的主要应用场景是数据中心横向扩展网络（Scale-Out，通常是指通过增加计算节点数量来提升整体计算性能的跨机互联网络）部分。通常用于服务器连接到交换机以及交换机之间的互联。与之对应的，纵向扩展网络（Scale-Up，通常指节点内互联）主要采用PCB和铜连接来实现互联。 ⚫光模块的连接距离主要涵盖10m（有源光缆AOC），100m（SR型号），500m（DR型号），2km（FR型号），10km（LR型号）等场景，此外还有用于数据中心直连（DCI）的80km的ZR型号。 1.1光模块为光通信系统中实现信号电-光-电转换的核心器件 ⚫未来Scale-up新增高速率光模块需求，当前Scale-up主要采用PCB和铜连接来实现互联，未来无法满足大规模集群需求。当前单个服务器内GPU、CPU、内存等组件连接在一起构成内部网络，Scale-up网络中不同芯片的连接采用PCIe、NVLink、UALink、CXL等协议；通过PCB上的铜线及PCB间的铜缆进行数据传输。但随着单服务器芯片数量增加，铜缆方案无法满足未来大规模集群的需求。 ⚫无源铜缆无法解决上述难题，终局将转向Scale-up光互联。在数十颗GPU芯片进行Scale-up组网时，仅依靠封装基板和PCB无法实现芯片互连，需要使用DAC无源铜缆进行连接。然而，当服务器到达百颗XPU时，其功耗上升、信号衰减的现象愈加严重，传输距离显著缩短——例如在112G/lane速率下，传输距离仅在2米以内。当NVLink等协议达到SerDes及接口数量上限，或需要实现更大规模组网时，光互联将成为未来的解决方案。 1.1光模块为光通信系统中实现信号电-光-电转换的核心器件 ⚫光模块根据传输速率可以分为低速模块、中高速模块和超高速模块三类。①低速模块：传输速率1G/2.5G/10G，广泛用于传统以太网、接入网等领域；②中高速模块：传输速率为25G/40G/100G，主要应用于5G前传、数据中心内部互联等；③超高速模块：传输速率可达400G/800G/1.6T，可支撑AI算力中心、骨干网扩容等应用。 光模块演进带来的功耗和成本变化 ⚫对低成本和高效率的追求是驱动模块迭代的核心因素，光电I/O带宽每3-4年就会翻倍，成本和功耗效率遵循“摩尔定律”。光模块平均每四年左右演进一代，每bit成本下降一半，每bit功耗下降一半，称为光电领域的“光摩尔定律”。 1.2 AI算力快速发展，带来光模块需求爆发 ⚫高带宽、低延时和高密度是数通市场对光模块的核心需求，需求持续加速放量。光模块速率以400G/800G为主，并向1.6T演进，并且受到AI算力与云计算的需求驱动，技术迭代较快，需求快速增长。微软、谷歌、Meta、阿里巴巴、腾讯、字节跳动等国内外云厂商数据中心采购量逐年增长。 ⚫全球光模块2026年有望出货7000万支，800G以上有望超过5200万支。2026年全球800G以上光模块加速放量，2025年以来占比超过400G以下，2026年800G预计出货4100万支，1.6T出货1100万支。 1.2 AI算力快速发展，带来光模块需求爆发 ⚫头部厂商2026年光模块出货迎来爆发式增长。1.6T光模块方面，预计2026年中际旭创/新易盛/Mellanox/Coherent出货量达805/302/287/230万支，相比2025年实现10倍增长；800G光模块方面，预计2026年中际旭创/新易盛/Mellanox/Coherent出货量达1456/1146/75/722万支，实现翻倍以上增长。2026年光模块的爆发式增长，对光模块企业的扩产能力提出了较大挑战。 1.2 AI算力快速发展，带来光模块需求爆发 ⚫头部厂商光模块出货迎来爆发式增长，产能加速落地。随着需求爆发，各大厂商加速落地产能布局，中际旭创泰国基地已投产，新易盛、光迅科技等头部厂商加速落地有望带动设备需求落地。同时，为配合海外客户供应链，各大玩家均新建东南亚产能。 1.3当前800G、1.6T仍是可插拔光模块，后续向CPO、OIO迭代 ⚫光通信器件可大致分为可插拔、近封装和芯片封装级，技术升级主要跟随带宽密度&功耗需求迭代。DPO和LPO为可插拔类型，NPO和CPO为近封装和封装级，而IPO为芯片级。由前到后为技术的迭代，带宽密度从0.1Tbps/mm增至4Tbps/mm，功耗由18pJ/bit降至2-3pJ/bit，集成度不断提高。目前前三者主要用于数据中心scale-out和电信传输，CPO主要用于AI集群scale-up和核心交换机，IPO则用于chiplet化计算芯片互联。 ⚫目前受限于技术，成熟的方案仍是DPO可插拔式，NPO、CPO和IPO仍处于研发与成长期。随着各大厂商完成CPO、NPO研发，新一代高带宽、低功率光通信技术有望放量。 1.3当前800G、1.6T仍是可插拔光模块，后续向CPO、OIO迭代 ⚫可插拔光模块是目前光通信的主流，随着带宽&功耗要求提高，先向CPO/OIO迭代。CPO与Optical I/O都是将光芯片和电芯片在基板上封装在一起的共封装技术，CPO将光电芯片和交换机芯片封装在同一个基板上面，不再需要射频走线和Redriver/Retimer等器件；终局OIO直接在基板上连接CPU，GPU，XPU，进一步缩短光通信与算力芯片的间距，达到更低功耗、更高带宽、更低延迟。 ⚫CPO和OIO核心区别在OIO直连电芯片，CPO则还需通过光芯片。CPO速率能够做到1.6-6.4Tbps，功率效率做到<15pJ/bit；OIO进一步将速率提升至4-64Tbps，功率效率＜3pJ/bit。 1.4 CPO能耗显著低于可插拔DPO光模块，器件成本整体可控 ⚫CPO可以显著降低光通信能耗，以基于三层网络的GB300 NVL72集群为例：①LPO：后端网络从DSP收发器切换到LPO收发器，可以将总收发器功耗降低36%，总网络功耗降低16%。②CPO：完全过渡到CPO相比DSP光模块，节能效果更为显著——收发器功耗降低84%——尽管部分节能效果会被交换机中新增的光引擎(OE)和外部光源(ELS)所抵消，这些组件的总功耗增加了23%。 ⚫CPO综合成本可控，综合优势优于传统可插拔。在三层网络中从DPO切换到CPO时，CPO组件的额外成本会使交换机成本增加81%，抵消了不购买收发器所节省的86%的成本。尽管CPO的总网络成本仍然比使用DSP收发器低31%，但与电源成本的情况类似，服务器机架在集群总拥有成本（TCO）中占比过高，这意味着集群总成本仅下降了3%。将网络从三层简化为两层可以节省更多成本——集群总成本最多可降低7%，收发器成本降低86%，网络总成本降低46%。 1.5 CPO产业化在即，2030年市场规模有望达到54亿美元 ⚫CPO预计2025年开始小规模量产，OIO2026年有望2026年批量部署。①CPO：2022年完成了概念验证，2023年以来仅博通完成了小批量部署，根据Yole Development预测，预计2028年后有望进行大规模部署。②算力OIO：2022年开始试验，根据Yole Development预测，2026年有望成为OIO元年。 ⚫CPO2030年市场规模有望达54亿美元。CPO2024年市场规模为4600万美元，根据Yole Development预测，预计2030年达到54亿美元，CAGR达121%。 ◆CPO2024年市场规模为4600万美元，预计2030年达到54亿美元 ◆CPO预计2025年开始小规模量产，OIO2026年有望2026年批量部署 一、AI发展带动光模块需求爆发，CPO等为未来发展趋势 二、光模块三大核心封装测试设备为贴片、耦合、测试仪器仪表&测试机 三、充分受益行业自动化&定制化&国产化需求，未来CPO时代技术持续迭代 四、重点公司 五、投资建议&风险提示 2.1光模块封装测试的核心工艺为贴片、耦合、测试 ⚫传统的光模块封装测试的流程可以概括为贴片、键合、光学耦合、组装、测试等。生产流程的核心是光电器件精密封装+光电信号集成+全流程可靠性验证。传统分立器件方案以EML激光器+分立光学件为核心，主打10G~800G电数通模块，核心是TOSA/ROSA光组件封装，有源耦合是核心瓶颈 ◆光模块核心工艺为贴片、耦合、测试 2.1光模块封装测试的核心工艺为贴片、耦合、测试 ⚫核心设备包括贴片、键合、光学耦合、组装、测试等。一般来说，每100万支800G光模块设备投入约5亿元，1.6T高10-20%约6亿元，其中耦合设备价值量占比约40%、贴片占比约20%、仪器仪表（验证）测试占比约15%、可靠性和老化测试占比12%、封装占比约12%、键合占比约1%。 ⚫我们预计到2028年800G及以上光模块设备新增需求超400亿