电子行业深度：从“成像光学”到“算力光互联”，光学公司价值重塑
从“成像光学”到“算力光互联”，光学公司价值重塑 AI产业迅猛发展，光互联发展空间广阔。微软、谷歌、亚马逊、META在主业及AI核心业务上持续高速增长，上修2026年资本开支。传统数据中心的光连接传输速率正经历着从400G、800G迈向1.6T和3.2T的快速迭代升级。同时，光模块与XPU的比例正持续扩大，未来由十万/一百万个XPU组成的集群可能分别需要五十万/一千万个光模块，比例分别达到1:5/1:10，光学互连将在未来迎来重要的增长契机，成为支撑AI等前沿技术发展的关键力量。根据LightCounting，以太网光模块（100G及以上）及CPO的市场规模预计在2026年同比增长65%，2031年将超过500亿美元；根据CignalAI，OCS的市场规模有望从2025年4亿多美元增长到2029年超过25亿美元。 增持（维持） 光模块速率升级，光学元器件有望量价齐升。光模块正经历从400G向800G/1.6T的快速迭代，每一次速率升级都对光隔离器、WDM滤光片等上游器件的性能和用量提出更高要求，为通信类光学元器件带来了广阔的市场空间。光收发模块中，主要构成包括滤光片、偏振分束器（PBS）、消偏振分束器（NPBS）、棱镜、透镜、非球面透镜等各类光学元件，以及环行器、准直器、合波分波组件、光复用器等光纤器件。根据弗若斯特沙利文，不含光芯片的光收发组件在光模块的成本构成中占比约为11.6%，滤光片成本占比为2%。 作者 分析师佘凌星执业证书编号：S0680525010004邮箱：shelingxing1@gszq.com 分析师钟琳执业证书编号：S0680525010003邮箱：zhonglin1@gszq.com CPO：CPO通过2.5D/3D先进封装技术，将高速光引擎或光模块与交换芯片或大规模AI计算芯片集成于同一封装基板或同一机箱内，将电气路径缩短至50毫米以内，显著降低了传输损耗。其中，光纤阵列（（FAU）负责连接PIC与外部光纤，其装配工艺和热稳定性直接决定光学耦合效率，X800-Q3450上的每个1.6 terabit光引擎包含一个具有20根光纤的FAU，每个系统总共有1440根光纤，FAU通常包含V型槽、反射镜和光纤等关键光学元件。交换芯片的高功耗会导致周边温度升高，影响激光二极管的性能和可靠性，外部激光源（ELS）应运而生，X800-Q3450 CPO使用18个外部激光源模块，每个模块包含8个CW-DFB激光芯片。 研究助理章旷怡执业证书编号：S0680124120004邮箱：zhangkuangyi@gszq.com 相关研究 1、《电子：利基存储全面涨价，AI驱动先进硅片需求高增》2026-05-102、《电子：海外CSP资本开支上修，算力硬件需求高增》2026-05-043、《电子：周观点：谷歌发布TPU v8，光互联需求升级》2026-04-25 OCS：光路交换机（OCS）核心是通过光开关矩阵（如MEMS微镜、液晶或波导技术）改变光信号的物理传输路径，实现端到端的光路连接。与传统电交换机需经过“光-电-光”转换不同，OCS全程在光域完成信号路由，避免了光电转换带来的延迟和功耗，具备纳秒级交换速率、低时延和高能效比的特性。MEMS OCS内部核心器件包括MEMS微镜阵列、光纤准直器阵列、滤光片/光环形器和精密光学元件。以176x176的平台为例，MEMS芯片、校准系统、二维准直器阵列、二维MEMS阵列成本占比分别为35%/31%/16%/2%。 传统光学凭借在精密光学技术的积累，业务逐步拓展至光通信领域，打开成长空间。消费电子、AR/VR、光通信等领域微型化、阵列化、集成化发展，光电子元器件向复杂膜系、超精密加工、小型化集成化演进。微透镜阵列、衍射光学元件（DOE）、光束匀化片（Diffuser）、超构表面光学元件等新型微纳光学元件实现规模化应用，可实现传统光学元件难以达成的波前调控、阵列化集成、波面转换等功能，大幅压缩光学系统体积，已成为AR/VR、光通信等领域的关键配套元件。随着AI算力中心的爆发式增长，高速率光模块需求强劲，其内部的高端光器件和精密光学元件成为关 键。头部传统光学凭借在精密光学技术的积累，业务逐步拓展至光通信领域，为公司发展注入了强劲的增长动能。 建议关注：炬光科技、水晶光电、海泰新光、中润光学、舜宇光学、永新光学、宇瞳光学、茂莱光学、弘景光电、腾景科技、蓝特光学等。 风险提示：研发进展不及预期、行业竞争加剧、下游市场需求不及预期。 内容目录 一、光互联高速发展，驱动精密光学器件市场增长.....................................................................................51.1算力需求持续高增，光互联发展空间广阔......................................................................................51.2光模块速率升级，对光学元件提出更高要求...................................................................................91.3 CPO：光引擎和外部激光源.........................................................................................................151.4 OCS：需要大量基础光学器件......................................................................................................20二、传统光学公司延伸光通信领域，布局新成长曲线.................................................................................252.1炬光科技：卡位CPO/OCS关键光学环节.......................................................................................262.2水晶光电：构建AI光学第三条成长曲线.......................................................................................272.3海泰新光：全流程光学自研，调整和扩大算力光器件生产能力........................................................292.4中润光学：重点布局光通信与光互联战略增长极...........................................................................292.5舜宇光学：切入AI光互联核心赛道.............................................................................................302.6永新光学：前瞻布局空间激光通信光学组件..................................................................................312.7宇瞳光学：模造非球面玻璃量产领先............................................................................................312.8茂莱光学：深耕精密光学，布局红外激光数据传输........................................................................312.9弘景光电：稳步推进光器件/光组件等光通信相关产品的布局..........................................................332.10腾景科技：聚焦精密光学，OCS、CPO前沿布局..........................................................................332.11蓝特光学：非球面透镜稳步扩张................................................................................................34风险提示..............................................................................................................................................35 图表目录 图表1：2023-2026F全球八大CSP资本开支总额情况...............................................................................5图表2：光连接传输速率迭代升级速度加快..............................................................................................6图表3：光互连增速远超XPU出货增速...................................................................................................6图表4：以太网光模块及CPO（100G及以上）市场规模及预测..................................................................6图表5：可插拔、NPO、CPO结构区别....................................................................................................7图表6：Palomar OCS光学核心的设计与光路示意图.................................................................................8图表7：Palomar OCS关键组件..............................................................................................................8图表8：OCS的四种技术对比.................................................................................................................8图表9：OCS的四种技术路径.................................................................................................................8图表10：可插拔光模块、CPO、OCS中的光学元器件............................................
