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2026光互联行业深度报告:概况、现状及代表公司全梳理

电子设备 2026-08-28 - 发现报告 机构上传
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光互联是AI基础设施性能核心,支撑算力集群高效通信,按应用场景分为Scale-out(计算节点间互联,已广泛部署于数据中心及AI训练集群,当前主流为可插拔光模块)与Scale-up(计算节点内芯片间互联,传统电互连因带宽、功耗瓶颈逐步转向光互连)两大方向。光互联技术沿线性驱动可插拔模块(LPO)、近封装光学(NPO)、共封装光学(CPO)演进,CPO将光引擎与芯片共封装,实现高带宽密度与低功耗,是下一代超大规模集群核心方案,全光交换(OCS)等技术也在提升网络弹性。全球光互联市场高增长,2024年规模约179亿美元,预计2030年达1514亿美元,年复合增速42.8%,数据中心为主要驱动力,高速光模块迭代加速,1.6T、3.2T产品逐步放量,2024-2029年1.6T光模块市场规模CAGR达180%。产业链方面,光芯片、光模块、测试仪器等环节需求旺盛,测试仪器领域国产厂商突破,联讯仪器等实现400G、800G、1.6T高速光模块核心测试仪器量产,打破海外垄断;CPO量产带来测试新瓶颈,需向半导体级并行、自动化测试升级。国内政策加码,《电子信息制造业2025-2026年稳增长行动方案》支持高速光芯片、CPO等研发,地方产业基金布局光电子领域,厂商加速产能扩张,中际旭创等光模块厂商产能翻倍增长,天孚通信等精密器件厂商配套CPO产业链。整体来看,光互联是AI算力规模化扩张核心底座,向高集成、低功耗演进,CPO/NPO成核心方向,国产供应链崛起,行业景气度持续提升。 目录 2/80一、光互联行业概述........................................................................3二、光互联行业发展现状和政策.............................................................9三、光互联行业产业链.....................................................................221、技术路径分化趋势清晰,CW激光器成为硅光架构重要配置...............................222、光互联载体:1.6T/硅光光模块加速,上游器件紧缺提升.................................233、光互联载体:CPO量产/NPO先行,核心器件价值提升....................................294、光互联传输:布线/光纤/MPO/插芯,AI连接密度驱动需求释放...........................375....................................................................错误!未定义书签。四、光互联行业竞争格局...................................................................42五、光互联未来发展前景...................................................................461、激光器芯片市场增速陡峭,2030年市场或将超过200亿美元.............................462、光互联将进入scaleup,打开光布线庞大增量空间.....................................473、光互联技术演变发展推动产业链需求增长..............................................52六、相关公司.............................................................................541、联讯仪器..........................................................................542、华兴源创..........................................................................583、鼎阳科技..........................................................................614、普源精电..........................................................................635、优利德............................................................................666、华盛昌............................................................................697、日联科技..........................................................................718、中际旭创..........................................................................759、天孚通信..........................................................................7610、蘅东光...........................................................................77 11、仕佳光子.........................................................................78七、参考研报.............................................................................79 一、光互联行业概述 光互连(OpticalInterconnection)是指利用光信号在芯片、板卡、机柜或数据中心之间进行数据传输的技术。它是AI基础设施性能的核心变量,决定了算力集群的通信效率。 智算中心场景下的光互连技术具体包括线性驱动可插拔模块(LPO)、光电共封(CPO)等核心技术方向。 综合对比铜缆、传统可插拔光模块、LPO、CPO技术,光互联技术已经成为当前AI不可获取的通信技术主流解决方案,并且随着自身技术的不断更迭(LPO、CPO等),有望成为承载AI算力扩展的主航道。 光互连技术作为人工智能与高性能计算时代的关键使能技术,可依应用场景分为Scale-out与Scale-up两大类。Scale-out光互连主要用于计算节点间的连接,目前已广泛部署于数据中心及AI训练集群,成为业界标准配置。相对而言,Scale-up光互连专注于计算节点内芯片间的高速互连。现有市场仍以铜为传输介质的Scale-up电互连为主导技术。随着AI模型规模持续扩大及单芯片带宽需求提升,传统Scale-up电互连在性能与功耗方面已难以满足芯片间通信需求。因此,预期Scale-up光互连将逐步取代传统电互连,成为Scale-up互连解决方案演进的必然方向。 Scale-up光互连技术专为芯片间scale-up连接设计,属于一种高速数据传输技术。该技术以光子作为信息载体,通过光学介质在计算芯片之间搭建低损耗、高带宽的连接。对比依靠铜线传输的传统电互连技术,光互连在带宽密度、传输距离以及能效层面优势突出,能够攻克大规模并行计算里电互连存在的性能瓶颈,适配超大规模AI集群与高性能计算系统的运行需求。 就产品形态而言,scale-up光互连产品主要包括线性可插拔光模块(LPO)、近封装光学(NPO)、共封装光学(CPO)及光路交换(OCS)。LPO采用简化的线性驱动架构,是目前超节点中长距离板间及机柜间连接的主流方案。NPO将光引擎更贴近计算或交换芯片,缩短电气走线距离,提升信号完整性与传输效率,是迈向CPO的重要过渡形态。CPO把光引擎与交换机ASIC或AI加速芯片紧密集成在同一封装或基板内部,实现最高带宽密度与最低功耗,被视作下一代超大规模集群的核心解决方案。OCS借助全光交叉连接完成计算节点之间的大规模交换与流量调度,相较于传统电交换拥有更低功耗和更强的端口扩展能力,以此承载超大规模AI计算集群的网络互连。 Scale-up光互连产品形态的演进,反映了交换架构与封装集成两个基本维度。随着AI集群及高性能数据中心对更高带宽、更低延迟及更高能效的要求不断提升,互连架构必须持续突破性能瓶颈。交换架构决定了延迟与能效的极限,而封装形态则决定了带宽密度与传输效率。正是下一代算力基础设施不断提升的需求,驱动着行业朝着更深层次的光化以及更高水准的集成方向发展。 在交换层面,目前主流的“光传输加电子交换”模式依旧依靠电子芯片完成路由,制约了可扩展性与能效水平。为满足超低延迟与高带宽需求,行业正朝着全光交换发展,使光信号直接在交换节点内部完成路径选择和路由,省去多次光电转换环节,大幅降低延迟与能耗损耗。 在封装层面,集成路线从LPO逐步演进到NPO,最终走向CPO,不断缩短电气传输路径,提升带宽密度与能效。由此可见,转向全光互连与CPO封装并非偶然,而是行业针对大规模AI计算系统性能需求做出的结构性适配调整。 光通信将光波作为载波信号传输信息,主要依靠光纤作为传输介质,以实现用户之间的通信。随着AI及云计算的快速发展,数据中心对大规模、可扩展、高速互连的需求日益提升。传统铜缆连接受制于带宽、功耗、传输距离等局限,光互连凭借其高速、低延迟、大容量、低损耗等优势,已逐渐成为全球AI基础设施互连的关键技术路径。 资料来源:天孚通信港股招股书,弗若斯特沙利文,中国银河证券研究院 光模块是实现光电信号互相转换的核心器件,是连接数据中心基础设施与通信网络的关键组件,主要包括发射端(TOSA)、接收端(ROSA)、驱动电路和光电接口等,在光通信系统设备成本中占比超过50%。光发送端将设备侧传来的电信号经数字信号处理单元(DSP)及驱动器(Driver)处理后,驱动激光器发射出相应速率的调制光信号,用于大容量、低损耗、长距离光纤传输;光接收端由探测器将光信号转换为相应速率的电信号,经放大和恢复处理后由电接口输出。根据传输速率,光模块可以分为低速光模块、中高速光模块和超高速光模块,其中低速光模块的传输速率为1G/2.5G/10G,广泛用于传统以太网、接入网等领域;中高速光模块的传输速率为25G/40G/100G,主要应用于5G前传、数据中心内部互联等;超高速模块的传输速率可达400G/800G/1.6T以上,可支撑AI算力中心、骨干网扩容等应用。 资料来源:猎奇智能招股书,中国银河证券研究院 资料来源:吴冰冰《高速光模块关键技术方案及标准化进展》,中国银河证券研究院 光电性能测试是光模块生产制造的关键环节。光模块作为光互连的关键器件,其性能直接决定通信传输的效率和稳定性,IEEE、ITU-T、OIF等行业协会对于各类光模块参数制定了详细的标准,光模块在研发与生产制造过程中需经过严格的测试环节。典型的光模块测试包括光模块发射端/光发射器件(TOSA)、光模块接收端/光接收器件(ROSA)测试及电性能测试等,需使用采样示波器、时钟恢复单元、误码分析仪、波长计、源表等多种电子测量仪器。发射端测试主要包括平均光功率测试、消光比测试、眼图测试、光谱特性(中心波长、边模抑制比、光谱带宽)测试等,接收端核心测试指标包括接收灵敏度、过载光功