光收發器，成為新瓶頸

公眾號記得加星標??，第一時間看推送不會錯過。

隨著人工智能基礎設施以前所未有的速度加速發展，光連接已成為下一代數據中心的關鍵推動因素和制約因素之一。在本系列觀點文章中，Yole Group 將探討在超大規模人工智能需求、供應鏈限制和技術路線圖不斷變化等多重壓力下，光收發器生態系統將如何演變。

光收發器行業已進入一個新階段。多年來，市場主要受電信周期、超大規模云升級以及從100G到400G的可預測過渡所驅動。如今，人工智能集群改變了這一格局。光模塊不再是外圍連接組件，而是成為人工智能基礎設施擴展速度的關鍵因素之一。Yole Group報告稱，到2025年，數據通信光組件收入將超過180億美元，同比增長超過70%，其中高速400G+數據通信模塊的出貨量將超過5500萬個。800GbE仍是增長引擎，而1.6T模塊的產能正在迅速提升，預計到2026年，1.6T模塊的出貨量將超過1000萬個。

供應鏈瓶頸正成為行業的主要制約因素

問題在于，供應鏈的設計并未適應這種加速發展的速度。最終的收發器模塊僅僅是這條更深層次供應鏈中可見的一環：激光器、調制器、數字信號處理器 (DSP)、跨阻放大器 (TIA)、激光驅動器、光電二極管、光引擎、連接器、光纖陣列、波分復用 (WDM) 濾波器、耦合器、隔離器、環形器、衰減器，以及精密組裝和測試。在人工智能時代，瓶頸不再在于組裝一個盒子，而在于大規模生產中對成千上萬個微小且對良率要求極高的光學和電子元件進行質量認證。

目前最明顯的制約因素是激光器。Yole Group預計2026年和2027年800G及以上光收發器的出貨量約為1.5億個，但同時警告稱，激光光源已成為上游產能的重大瓶頸。EML模塊的短缺尤為嚴重，據報道，戰略客戶已預先分配了部分產能，導致交貨周期延長，迫使模塊制造商和云服務提供商尋求替代設計方案。

這就是為什么EML和硅光子學之間的爭論不再僅僅是技術層面的。EML仍然具有吸引力，因為它們在當今的800G和1.6T可插拔芯片中提供了成熟的傳輸距離、信號完整性和可制造性。但EML方案依賴于少數合格的InP基激光器供應商。硅光子學則將部分價值轉移到晶圓級調制器和外部CW-DFB激光器上。理論上，這拓寬了制造基礎并提高了集成度。實際上，這只是轉移了壓力點：從EML芯片產能轉移到CW激光器的可用性、硅光子代工廠的良率、已知良品芯片的測試、光耦合和封裝。

因此，業界應謹慎使用“InP短缺”這一說法。問題不僅僅在于InP晶圓的供應。真正的短缺在于滿足200G/通道光鏈路需求的合格、高良率、高可靠性化合物半導體產能。外延生長、激光加工、氣密封裝或非氣密封裝、老化測試以及長期可靠性篩選等環節都至關重要。勉強可用的激光器與超大規模應用所需的激光器截然不同。

DSP是第二個壓力點。在傳統的基于DSP的可插拔光模塊中，DSP承擔了大部分信號調理工作。這雖然保證了互操作性、傳輸距離裕量和運行穩定性，但也增加了成本、功耗以及對先進工藝半導體供應的依賴。LPO挑戰了這種模式，它將DSP從模塊中移除，并使用線性TIA和驅動器，同時更加依賴主機ASIC和精心控制的電通道。例如，Marvell的1.6T LPO芯片組集成了每通道200G的TIA和激光驅動器，用于800G和1.6T線性驅動可插拔光模塊。

LPO不會取代DSP，但會細分DSP市場。對于短距離、可控的機架內鏈路或擴展鏈路，LPO可以降低模塊功耗和成本。而對于長距離、異構環境、相干鏈路、800ZR、1.6T ZR/ZR+以及園區互連，DSP仍然至關重要。其結果并非DSP市場的崩潰，而是市場重新分配：一些短距離鏈路中PAM4 DSP的需求減少，而相干、輕度相干、重定時器、診斷和主機側信號完整性等應用則更具價值。

無源器件往往被低估，成為制約因素。隨著帶寬的增加，從供應鏈的角度來看，“無源”子組件的被動性日益凸顯。連接器、耦合器、WDM復用/解復用濾波器、隔離器、環形器、衰減器、透鏡、光纖陣列和高密度光接口都必須滿足更嚴格的公差要求。在CPO（光纖光刻）領域，無源對準、可拆卸光纖接口、可插拔激光源和光纖布線都成為系統級挑戰。博通發布的CPO產品不僅重點介紹了交換機ASIC和光引擎，還重點介紹了其在先進光纖、連接器、插座、可插拔激光源籠和高密度CPO光纖電纜方面的生態系統合作伙伴。

生態系統控制與地緣政治將決定下一代領導者

地理位置是另一個瓶頸。中國在大型模塊組裝和測試生態系統中占據主導地位，像中際旭創和新易盛這樣的公司在800G和1.6T產能爬坡中發揮著核心作用。美國則在超大規模架構、交換機ASIC和DSP領域領先，擁有多家關鍵的光器件供應商。雙方都無法完全獨立。美國的云計算和人工智能公司需要中國的制造規模。中國的模塊制造商需要獲得先進的DSP、激光器和設備，以及全球客戶。這種相互依存的關系正變得越來越具有戰略意義。

最終的贏家將是那些同時擁有技術和資源分配的企業。在模塊領域，Innolight、Eoptolink 和 Coherent 是數據通信領域最重要的廠商之一。Yole Group 的報告顯示，中際旭創將在 2025 年引領數據通信收入增長，其次是新易盛和 Coherent。在激光器和光器件領域，Coherent、Lumentum、Broadcom、三菱和住友仍然是關鍵廠商。在 DSP 和高速電子器件領域，Marvell、Broadcom、思科/Acacia 以及部分 ASIC 廠商占據主導地位。在 CPO 領域，Broadcom 和 NVIDIA 正在引領發展路線圖，其中 NVIDIA 正在推廣使用更少激光器的硅光子開關，并聲稱其具有顯著的能效優勢。

展望未來，可插拔設備不會很快消失。它們仍然具有可維護性、互操作性、多來源性，并且操作上也易于理解。Yole Group 在其 2025 年展望中仍然預計，未來三年內，CPO 的可插拔設備出貨量不會受到實質性影響。但當功率密度和帶寬密度足以抵消生態系統風險時，CPO 將會增長：例如人工智能規模化、高基數交換機，以及最終的超大規模橫向擴展架構。

供應鏈將從以模塊為中心的模式演變為以平臺為中心的模式。未來的領導者不再僅僅是那些擁有最便宜收發器的公司，而是那些能夠確保激光器產能、設計或采購先進的DSP/驅動器/TIA芯片、驗證硅光子學和EML替代方案、控制被動對準和測試，同時滿足美國和中國地緣政治要求的公司。在光收發器領域，技術領先和供應鏈領先如今已是同一概念。

光收發器市場正步入一個關鍵的十年，僅靠技術創新已不足以保證領先地位。在人工智能時代，成功同樣取決于供應鏈的韌性、合作伙伴關系、制造規模化能力以及地緣政治適應能力。

（來源：yole）

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯系半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第4399內容，歡迎關注。

加星標??第一時間看推送

求推薦