通信-光模块测试仪器专题报告：AI算力驱动代际升级，国产替代正当时

光模块测试仪器专题报告AI算力驱动代际升级，国产替代正当时 分析师：谢校辉执业证书编号：S0740522100003 分析师：王子杰执业证书编号：S0740522090001 光模块是实现光信号与电信号相互转换的核心器件，为了保证光模块产品的质量，出货前会进行来料检验、参数检验、老化测试、真机测试、端面检测等严格测试和质量检测程序。光模块测试常用仪器仪表可概括为“高速信号测试仪器+基础光学测试仪器+电学与可靠性测试设备”三大类，其中高速信号测试仪器是核心，包括采样示波器、时钟恢复单元和误码分析仪。随着光模块迭代升级，对封测设备（测试、耦合、贴片）的技术要求也同步提高。 AI算力带动光模块需求激增，行业快速增长。当前全球光通信行业处于AI算力与数据中心带宽需求爆发的关键周期，以OpenAI、Anthropic、Google为代表的大模型厂商持续迭代产品，Token需求井喷式爆发。光模块是AI基建投资中网络端的重要环节，AI基建浪潮对高速光模块数量和速率提出了更高的要求。 ✓TrendForce预计2026年AI光模块市场规模将达到260亿美元，同比增长57.6%。具体的发展趋势包括：1）速率升级：光模块从400G向800G、1.6T演进。2）光电共封（CPO）：光模块由可插拔向光电共封（CPO）演进。3）硅光技术：硅光凭借集成度高、成本低、功耗低的优势有望成为主流光模块方案。 受光模块需求拉动，光通信测试仪器市场规模也在同步扩大。根据我们测算，全球800G以上光模块设备市场快速增加，2026-2028年预计市场规模总计达463.1亿元。 ✓通信测试仪器的市场空间并不只是跟着模块数量增长，而是来自带宽升级、速率升级、应用场景扩张三条主线：随着AI算力需求提升，光模块正由400G向800G、1.6T加速升级，更高速率带来的信号复杂度、误码要求和同步精度要求相应提高，推动通信测试仪器向更高带宽示波器、更高GBaud时钟恢复与误码分析演进，并驱动测试需求从实验室验证向量产、系统级验证和PON场景延伸。 竞争格局方面，中国光通信测试仪器市场仍然被海外公司主导。2024年国产化率约36.5%，本土企业市场份额约16%，联讯仪器是前五名中唯一一家中国公司，份额约9.9%。从竞争结构来看，前两名均为海外厂商，市场集中度较高，国产替代仍处于起步阶段。虽然海外厂商在高端光模块测试领域仍具技术优势，产品带宽与软件生态领先，但国内厂商也在加速追赶，联讯仪器实现1.6T全链路突破，普源与华盛昌加强差异化布局。国产替代核心驱动力：海外龙头供应受限叠加国产性价比优势，为国产替代创造有利条件；下游需求爆发叠加中国市场主场优势，国产替代进入黄金窗口期。 建议关注相关标的：联讯仪器（光通信测试国产龙头，1.6T全链路突破）、优利德（国内综合型测量仪器龙头）、鼎阳科技（电子测试仪器四大主力产品全线高端化）、华盛昌（拟收购伽蓝特切入光通信测试领域）、普源精电（电子测量仪器国产龙头，自研芯片构筑壁垒）、普赛斯（华兴源创控股子公司，光通信测试全产业链龙头）。 风险提示：光模块测试产业发展不及预期；相关标的业务进展不及预期；相关标的业绩不及预期；研报使用的信息存在更新不及时风险；市场规模测算偏差。 光模块测试：原理、流程与设备 2发展趋势：光模块速率迭代与测试技术升级 目录 3市场空间：光模块检测仪器赛道市场扩容 竞争格局：国内厂商从“跟跑”向“并跑”迈进 4 C O N T E N T S 国内外龙头对标：寻找中国的“是德科技” 1.1、光模块工作原理 ➢光模块(全称光收发一体模块Optical Transceiver)是实现光信号与电信号相互转换的核心器件，通常安装在交换机、路由器、服务器、光纤网卡等设备的接口端口上，处于光纤通信系统中设备接口和光纤介质连接的关键位置。其工作原理：发送端TOSA（TransmitterOpticalSubassembly）将设备输出的高速电信号经驱动芯片处理后，驱动激光器转换为光信号，并通过光纤传输；接收端ROSA再由光探测器将接收到的光信号还原为电信号，经放大、整形和判决后送回设备系统。 ➢除了信号转换，光模块更承担速率适配、传输距离保障、信号质量维持等功能，直接影响链路带宽、误码率、传输稳定性和兼容性。 ➢光模块行业产业链上游为核心原材料与零部件供应商，中游为光模块设计、制造与封装企业，下游为应用领域客户。生产工艺流程中的核心环节是PCBA（Printed CircuitBoardAssembly）的制造和组装。核心参数包括速率G\T（Gigabitspersecond=千兆比特每秒）、波长、传输距离（如短距SR、中距LR）等。 来源：纤亿通科技，中泰证券研究所 来源：纤亿通科技，华为，大公国际，中泰证券研究所 1.2、光模块测试原理流程和相关参数 ➢为了保证光模块产品的质量，出货前会进行来料检验、参数检验、老化测试、真机测试、端面检测等严格测试和质量检测程序，测试原理主要基于光模块的工作原理进行设计。发射端重点关注发射光功率、中心波长、消光比、光调制幅度和眼图质量，用于判断输出光信号的强度、调制效率和信号完整性；接收端重点关注接收灵敏度和误码率，用于衡量模块在弱光条件下的识别能力和传输准确性。眼图分析则用于观察抖动、噪声和码间串扰，是高速模块信号质量判断的重要依据。与此同时，还需通过高低温老化、兼容性和端面检测，验证模块在复杂环境和真实设备中的长期稳定性。 ➢测试过程相关参数包括：平均输出光功率、消光比、光调制幅度（OMA）、误码率、接收灵敏度、眼图、波长等。例如：光功率计测量发射端的平均光功率，通过示波器测得的消光比和OMA用以评估激光器的调制性能与光信号完整性；误码仪和光衰减器通过误码率（BER）衡量接收灵敏度；眼图测试直观展现信号质量是否达标；光谱分析仪则用于测量中心波长，确保偏差在标准容差内。 来源：易天光通信，中泰证券研究所 1.3、光模块测试流程向高精度演进 ➢光模块测试仪器从仪器的性能方面可以分为光学性和电气性能的测试仪器，从通过系统拆解光模块的常规测试项目，可以分为光发射端、光接收端和数字诊断监控测试。 ➢随着光模块向800G、1.6T等更高速率演进，测试环节面临一系列严峻挑战，主要体现在以下四个方面：测试设备带宽受限、测试精度要求提高、新型调制格式带来新测试方向以及测试效率要求提升，未来光模块测试系统将向自动化，一体化，虚拟化和人工智能辅助测试演进。 来源：伽蓝特公司官网，中泰证券研究所 1.4、光模块测试仪器设备 ➢按照仪器类型区分，光模块测试常用仪器仪表可概括为“高速信号测试仪器+基础光学测试仪器+电学与可靠性测试设备”三大类。高速信号测试仪器是核心，包括采样示波器、时钟恢复单元和误码分析仪。 ➢采样示波器主要用于观察光/电眼图、抖动、噪声和波形质量； ➢时钟恢复单元用于从高速数据信号中提取稳定时钟，保证后续判决精度； ➢误码分析仪则通过发送标准码型并统计误码率，验证光模块在高速传输下的链路质量与接收性能。 ➢2023年开始，为实现更高的传输速率以匹配日渐提高的计算速度需求，光模块从400G到800G再到1.6T的代际升级速率持续缩短，驱动光模块测试设备更新以满足更高速率的需求。 光模块测试：原理、流程与设备 2发展趋势：光模块速率迭代与测试技术升级 目录 3市场空间：光模块测试仪器赛道市场扩容 竞争格局：国内厂商从“跟跑”向“并跑”迈进 4 C O N T E N T S 国内外龙头对标：寻找中国的“是德科技” 2.1、光模块发展趋势对测试仪器影响：一代光模块，一代测试仪器 ➢光模块测试设备具有代际不可复用性。光模块速率由400G向800G、1.6T持续演进后，单通道速率、PAM4信号复杂度及高速信号完整性要求同步提升，平均输出光功率、OMA、BER、眼图及接收灵敏度等核心指标测试难度显著增加，从而驱动光采样示波器、BERT、CRU等测试设备持续向更高带宽、更高采样率及更高精度升级。以联讯仪器为例，面向400G、800G光模块的测试仪器为50GHz采样示波器、56GBaud时钟恢复单元、800Gbps误码分析仪；而面向1.6T光模块则需要65GHz采样示波器、120GBaud时钟恢复单元、1.6Tbps误码分析仪——形成明确的分代产品矩阵。 ➢光模块测试设备具有更高的需求弹性。光模块生产环节的贴片、耦合、固晶等设备，核心功能是完成芯片贴装、光器件耦合、焊接封装等基础工艺，尽管贴片、耦合等工艺的基本功能不变，但800G/1.6T光模块对精度和工艺一致性提出了代际性要求，导致大部分核心生产设备也面临强制升级的压力，跨代复用能力有限。而对于测试设备来说，三大核心设备几乎都需要升级一代。以价格估算，1.6T相关设备价格相较800G阶段大致可以提升到三到四倍，甚至更高。因此测试仪器的需求弹性显著高于生产端设备。 2.1、光模块发展趋势 ➢AI算力带动光模块需求激增，行业快速增长。当前全球光通信行业处于AI算力与数据中心带宽需求爆发的关键周期，以OpenAI、Anthropic、Google为代表的大模型厂商持续迭代产品，Token需求井喷式爆发。光模块作为AI基建投资中网络端的重要环节，AI基建浪潮对高速光模块数量和速率提出更高的要求。800G光模块进入进入大规模量产阶段，预计2026年1.6T光模块将实现全面规模化商用，3.2T光模块研发取得阶段性进展，硅光集成、NPO、CPO、LPO等新技术加速落地与产品化。数据中心是光模块最大的应用市场，占比超过60%。TrendForce预计2026年AI光模块市场规模将达到260亿美元，同比增长57.6%。 ➢光模块需求高增长带动光芯片需求快速释放。光芯片作为光模块上游核心原材料之一，需求侧亦呈现高增趋势，根据源杰科技港股招股书中的数据，预计全球光芯片市场规模有望由2024年的26亿美金增长至2030年的229亿美金，对应期间CAGR达44%。 来源：TrendForce，中泰证券研究所 2.1、光模块发展趋势 具体的发展趋势包括： 一、速率代际演进：光模块从400G向800G、1.6T演进。AI大模型参数每两年扩展约100倍，传输需求的膨胀推动光模块向高速率迭代，根据“光摩尔定律”，光模块技术约每四年完成一代迭代升级，同步实现单比特成本与功耗的减半。目前800G光模块已成为市场主流方案，进入放量期；伴随算力网络对传输效率需求的持续提升，1.6T、3.2T等超高速率光模块市场需求有望逐步崛起。二、光电共封（CPO）演进 ➢光模块由可插拔向光电共封（CPO）演进。数据中心交换机带宽提升80倍，系统总功耗也同步增长22倍，其中光模块功耗增长26倍，是需功耗优化的核心器件。根据ASE数据，CPO方案较传统可插拔光模块约可降低60%的功耗和30%以上的成本，2026年有望开启商用元年，2028年有望开启大规模部署。 来源：LightCounting，中泰证券研究所 来源：LightCounting，中泰证券研究所 2.1、光模块发展趋势 三、硅光技术有望加速成为光模块主流技术方案 ➢硅光凭借集成度高、成本低、功耗低的优势有望成为主流光模块方案。硅光技术利用成熟半导体CMOS工艺将光和电器件的开发集成到同一个硅基衬底上，使光与电的处理深度融合到一块芯片上，真正实现“光互连”。与传统光电子相比，硅光具备集成度高、成本低、功耗低等显著优势，同时在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现，因此是光模块未来的重要发展方向之一。 ➢硅光有望在2030年成为光模块重要技术方案。集成光学器件的功能通常受到光损耗或调制器、波导以及耦合光进出PIC的功率损失的影响。绝缘体上硅（SOI）晶圆为集成广泛的其他光学材料提供了平台，包括非线性光学晶体如铌酸锂、半导体芯片如磷化铟和聚合物。这些新材料对于持续改进PIC性能和使新产品进入更广阔的市场至关重要。根