文 | 半导体产业纵横
当全球人工智能产业迈入万亿参数时代,数据中心的底层架构正在经历一场静默而深刻的重构。AIGC 带来了整个数据中心结构的变革,数据中心端口规模和东西向数据流量大幅增加,汇聚和核心层压力巨大,扩容投入急速上升。
虽然 DeepSeek 成功降低了 AI 训练成本,但 AI 模型成本的更广泛降低有望扩大应用场景,并推动全球数据中心部署的增长。光模块作为数据中心互连的关键组件,将受益于日益增长的高速数据传输需求。AI 服务器高度依赖光模块将电信号转换为光信号,通过光纤传输,然后将接收到的光信号转换回电信号。
TrendForce 报告称,2023 - 2025 年,全球光收发模块出货量呈快速增长趋势。2023 年基数较低,2024 年大幅提升,2025 年预计进一步冲高,反映光模块市场需求在持续扩张。这一爆发式增长的背后,是 AI 训练集群对带宽需求的几何级攀升——单台搭载 800G 光模块的交换机,其数据吞吐量足以支撑千亿参数模型的实时训练。
技术红利兑现业绩爆发
在 800G 光模块的产业竞赛中,中国厂商展现出前所未有的竞争力。截至 2024 年底,中际旭创、新易盛、天孚通信等八家 A 股上市公司占据全球 800G 市场 35% 的份额,较 2022 年提升 12 个百分点。这种集群式突破背后,是持续高强度的研发投入:头部企业近三年累计研发投入超 50 亿元,持有光模块相关专利数量年均增长 28%。
国际知名光通信行业研究机构 LightCounting 最新发布的 2024 年全球光模块 TOP10 榜单显示,中国厂商已在该领域占据主导地位(占 7 席)。该榜单揭示了近 15 年来全球光模块供应商格局的深刻变革——截至 2020 年,多数日本和美国供应商已退出该市场,而中国厂商的排名则持续攀升。
榜单更凸显中国力量,7 家中国厂商入围 TOP10 。除旭创、新易盛外,华为位列第 4,光迅科技、海信宽带、华工科技依次占据第 6 -9 位,Source Photonics(索尔思光电)排在第 10 ,直观印证中国厂商在全球光模块市场的主导地位 。
技术壁垒的突破体现在多个维度。中际旭创自主研发的硅光集成技术,将 800G 光模块的功耗降低至 7W 以下,较传统方案节能 30%;新易盛开发的液冷封装工艺,使模块在 -40 ℃至 85 ℃极端环境下保持稳定性能;而天孚通信则通过光学透镜阵列微加工技术,将光信号传输损耗控制在 0.2dB 以内。这些创新成果直接转化为财务数据:2024 年上述企业平均净利润率提升至 18.7%,经营性现金流净额同比增长 40%。
技术演进的加速度也远超行业预期。2024 年全球主流云服务商的资本开支计划显示,AI 相关投资占比已从 2022 年的 35% 跃升至 60% 以上,直接推动 800G 光模块需求进入 " 戴维斯双击 " 阶段。更值得关注的是,光模块技术迭代周期正从传统的 3-5 年缩短至 18 个月,1.6T 甚至 3.2T 产品的研发已进入工程验证阶段。这种技术跃迁不仅重构了数据中心的网络架构,更催生出新的商业模式——华为推出的 " 光模块即服务 "(OMaaS)方案,通过模块化设计实现带宽资源的灵活调配,将单机柜算力部署周期压缩至 72 小时以内。
资本市场的价值重估同步发生。2024 年 A 股光模块板块平均市盈率从 25 倍攀升至 40 倍,中际旭创市值突破 1500 亿元,成为细分领域首个千亿级企业。这种估值跃升不仅反映短期业绩预期,更隐含对产业长期价值的认可——光模块作为连接 AI 芯片与数据中心的核心节点,其技术迭代将深度绑定算力经济的演进路径。
海外市场成第二增长曲线
当国内市场渗透率逼近临界点,中国光模块厂商的战略重心开始向海外转移。2024 年财报数据显示,八家上市企业的海外营收占比平均提升至 42%,较 2022 年增长 15 个百分点,北美市场贡献超六成增量。
以中际旭创为例,2024 年公司实现营业收入 238.62 亿元,其中海外市场贡献占比达 86.8%。北美市场作为核心增长极,谷歌、亚马逊等云服务商的 AI 算力集群建设带动了该公司产品需求,使其在全球 800G 光模块市场占据约 40% 份额,稳居行业首位。据 Yole Group 研究显示,2024 年数据通信领域光模块需求因 AI 产业拉动同比增长 45%,预计 2025 年 1.6T 光模块出货量将从 270 万片增至 420 万片。技术储备方面,中际旭创在 2023 年推出基于 5nm DSP 芯片的第二代 800G 模块及 1.6T 可插拔模块,并在 2024 年进一步展示硅光与相干技术融合方案,累计获得 371 项专利支撑。
新易盛的海外拓展同样亮眼,全年海外营收达 68.05 亿元,占总收入 78%,新加坡、美国、泰国子公司推动海外收入同比增长 162.31%。该公司构建了覆盖数据中心与 5G 网络的全系列高速光模块产品线,成功量产 400G/800G/1.6T 多技术路线模块,形成差异化竞争优势。华工科技则通过海外产能布局应对贸易壁垒,其高端光模块业务 2024 年营收达 39.75 亿元,同比增长 23.75%。其董事长马新强指出,采用自研 EML 芯片或硅光方案的 400G 单模产品较竞品成本低 25-30 美元,有效抵御关税冲击。
天孚通信通过技术跨界开辟新增长点,2024 年投入 2.32 亿元研发费用布局硅光、CPO 等前沿技术,同步取得汽车电子供应链 IATF16949 认证,海外营收占比提升至 76.06%。联特科技马来西亚制造中心投产后,产品覆盖欧美及东南亚市场,形成境内外协同交付能力。剑桥科技则凭借全球化生产体系,将北美市场营收占比提升至 38%,其日本研发中心开发的 1.6T 模块在 OFC 2024 展会获得 30 余家客户意向,800G LPO 等创新产品加速布局 AI 算力中心。面对贸易壁垒,该公司利用马来西亚工厂规避征税影响,国内输美产品关税成本亦由客户承担大部,整体风险可控。
格局变了
过去 20 年,光器件和模块供应商的平均毛利率、净利润率,一直低于通信行业供应链其他环节。近 10 年虽有小幅改善,可波动性依旧明显。光器件和模块供应商毛利率多在 30% 及以下,行业其他环节则能达到 45% - 60%;平均净利润率在 0 - 10% 区间波动。
从市场趋势看,光器件和模块供应商往往要等需求回升,才能获取可观利润。2020 - 2021 年、2016 - 2017 年、2023 - 2024 年,光模块需求回暖,供应链短缺利于价格稳定,企业盈利向好;但 2018 - 2019 年、2022 - 2023 年需求下滑,盈利能力就急剧降低 。
其根源在于光器件和模块是庞大通信产业里极细分的领域。以 2021 年为例,云服务商与电信运营商合并营收超 1.8 万亿美元,网络设备制造商、半导体 IC 厂商营收分别超 3000 亿、2000 亿美元,可光器件和模块上市公司总销售额仅 89 亿美元,净利润 9 亿美元,同年云服务商净利润高达 1090 亿美元,即便这一年已是光器件和模块供应商盈利巅峰,差距仍悬殊 。
此外,大型客户因担忧光器件和模块供应商规模小、怕供应短缺,会在短缺时超额采购,库存过高又突然取消订单,这种周期性波动让需求大起大落。
平均净利润率掩盖了供应商差异。中国厂商盈利能力普遍更稳定,Coherent 和 Lumentum 拉低了加权平均净利率。像旭创科技 2023 - 2024 年创纪录,净利润率达 20% - 22% ;新易盛 2024 年净利润率 33% ;天孚通信接近 40%,居行业最高 。
近两年 AI " 竞赛 " 带动光器件和模块需求快速增长,高增长后,业界也开始担忧需求骤降。但目前从供应商及客户处数据看,2025 年或有 50% 增长,未来 5 年市场将保持 15% - 18% 的平稳增长。
迈向超高速
从早期的低速光通信到如今的超高速光模块,整个行业始终在推动网络带宽和通信效率的持续升级。
据了解,光模块的技术演进可以划分为几个关键阶段。上世纪 80 年代,光模块初步进入市场,主要用于短距离数据传输。到了 90 年代初期,随着光通信技术的发展,半导体激光器逐渐取代 LED 成为主流光源,显著提升了传输速率与性能。
进入 21 世纪后,互联网的迅速普及进一步推动了数据中心对光模块的需求增长,SFP 光模块逐步替代原有的 GBIC 模块,成为主流产品。随着云计算、高清视频、物联网等新兴技术的兴起,QSFP 和 CFP 等高性能光模块相继问世,支持的数据传输速率跃升至 100Gb/s 乃至 400Gb/s,为信息社会的高速发展提供了基础支撑。
多位业内人士指出,当前光模块行业的技术发展趋势主要体现在以下四个方面:
首先是高速率。随着网络带宽需求的不断攀升,光模块的传输速率也在持续提升。目前,主流光模块已实现 400Gb/s 的传输能力,未来还将向更高速度迈进。
其次是高密度。伴随数据中心规模的不断扩大,对端口密度的要求日益提高。因此,更小尺寸封装和更高集成度成为光模块发展的重要方向之一。
第三是低功耗。服务器和交换机设备整体功耗的上升,也对光模块提出了更高的能效要求。低功耗设计不仅能有效降低系统能耗,还能提升设备运行的稳定性与可靠性。
最后是智能化。随着人工智能技术的发展,光模块开始引入智能芯片和传感器等组件,具备自诊断、自优化等功能,从而提升网络的整体性能与运维效率。
与此同时,行业研究报告指出,以 2023 年为起点,未来光模块的速率迭代周期将从以往每四年翻倍一次,缩短为每两年翻倍一次。2024 至 2025 年将是全球 AI 算力竞赛的关键窗口期,算力需求将持续保持高速增长,这也为光模块行业的快速演进注入强劲动力。