硅光模块行业深度报告：AI驱动高成长，从物理结构和产业链视角拆解硅光投资机会

AI驱动高成长，从物理结构和产业链视角拆解硅光投资机会——硅光模块行业深度报告证券研究报告西部证券研发中心2025年12月3日分析师| 陈彤 S0800522100004 chentong@research.xbmail.com.cn分析师| 张璟 S0800525040005 zhangjing@research.xbmail.com.cn请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明引言：2025年以来，受益于AI算力需求持续增长，光模块行业维持高景气。一方面，硅光光模块凭借高集成度、低能耗、低成本的优点，逐渐受到终端客户认可，另一方面，在EML方案原材料短缺下，硅光方案成为重点产能供给补充。本篇报告是我们光模块系列报告第一篇，从硅光技术视角，重新梳理光模块结构件及产业链核心环节，拆解硅光投资机会。硅光技术概况、产业节奏及发展趋势：硅光集成技术是以硅基衬底材料作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件，并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光计算等领域的实际应用。当前硅光技术处于发集成与应用阶段，更高速率、更高集成度、先进封装及更广阔的应用领域是未来发展趋势。硅光原理及结构件拆解（物理结构视角）：1）激光器：负责将电信号转化成光信号，外置CW光源为主流方案，未来异质键合技术将成为片上激光器主流方案。2）调制器：当前硅基衬底为主，MZM为主流方案，薄膜铌酸锂调制器在3.2T时代有望大规模应用。3）探测器：硅基锗探测器为主流方案。4）其他无源器件：如（解）复用器、谐振腔等。5）电芯片：如DSP、TIA、Driver等。硅光光模块产业链分环节分析（产业链分工视角）：上游为核心物料，具体看：1）硅光芯片：设计与代工分离，设计由北美厂商主导，第三方（如Sicoya、Acasia）和光模块厂商（如中际旭创）亦有自研；晶圆代工环节工艺壁垒高、国内自主性较差，产能集中在Tower Semi、GF和台积电。2）CW光源：主要材料为InP，InP主要供应商为住友电工和AXT，国内CW光源供应商主要为源杰科技（绑定旭创）、仕佳光子，部分EML企业亦有布局。3）DSP：主要由博通、Marvell设计，台积电负责代工。中游为光模块封装，代表企业如中际旭创、新易盛，中游偏制造业逻辑，优质企业在订单侧和客户合作紧密、份额占比高，在产能侧产能规模领先，且在规模化的同时能保持较好的良率和较稳定的产品性能。下游为系统集成商或终端客户。投资建议：技术升级上，率先进入硅光光模块大批量量产的公司有望享受行业加速期的高毛利，以及受益于行业份额的巩固和聚拢。供需关系上，头部硅光模块厂商有望得到供应链端的供应优先保障，核心物料如硅光芯片、CW光源等环节的厂商有望加速国产替代，实现份额突破。各环节核心关注：1）硅光芯片设计：关注光模块厂商对硅光芯片设计环节的布局和进一步参与，建议关注：中际旭创（已覆盖）、新易盛。2）衬底与外延：关注异质集成（包括材料、技术、应用等）和磷化铟材料供应商，建议关注：住友电工、AXT。3）硅光晶圆代工：关注产能规模与扩张、产能分配，以及国产替代的可能性，建议关注：Tower Semi、GlobalFoundries、台积电、中芯国际。4）CW光源：关注行业供需错配下的投资机会、产能扩张及释放节奏，建议关注：源杰科技（已覆盖）、仕佳光子。5）硅光光模块：关注率先规模化和技术领先的公司，或带来相关公司的盈利能力明显提升，建议关注：中际旭创（已覆盖）、新易盛、剑桥科技、天孚通信（已覆盖）、光迅科技等。风险提示：光模块需求不及预期；光模块产能扩张不及预期；原材料供应风险；国际政治摩擦风险；技术发展不及预期。资料来源：Wind，西部证券研发中心核心结论核心结论2行业评级超配前次评级超配评级变动维持相对表现1个月3个月12个月通信-0.1126.2756.55沪深3000.6312.1213.71近一年行业走势-17%-5%8%20%32%44%56%68%2024-112025-032025-072025-11通信沪深300CONTENTS目 录CONTENTS目 录硅光原理及结构拆解（物理结构视角）硅光光模块产业链分环节分析（产业链分工视角）投资建议010203硅光技术概况、产业节奏及发展趋势04请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明CMOS工艺：CMOS （Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺的本质是n沟道MOS管和p沟道MOS管组合一起使用，并且彼此称为对方的负载电阻，从而在工作时实现省电的目的。它是当今集成电路制造的主流技术，大部分IC芯片，包括大多数数字、模拟和混合信号IC，都是使用 CMOS技术制造的。CMOS工艺技术自1963年由Wanlass和Sah提出以来，已发展成为半导体制造的主流工艺技术。随着硅的局部氧化工艺、离子注入技术、光刻技术等关键技术的不断发展和改进，CMOS工艺得以广泛应用，并遵循摩尔定律，持续缩小特征尺寸，提高集成度。硅光集成技术：硅光集成技术是以硅基衬底材料作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件，并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光计算等领域的实际应用。资料来源：发烧友研习社公众号，东方财富网，今日头条，半导纵横网，电子工程世界网，电子技术应用网，中国光学期刊网，西部证券研发中心什么是硅光技术什么是硅光技术？4图：硅光模块外观与分立式模块较为类似，同为可插拔的形态图：CMOS晶管体图：加工完后的硅光芯片图片请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明资料来源：中国信息通信技术研究院，今日头条网，合明科技网，易天·光通信网，智能传感器网，西部证券研发中心传统光模块发展瓶颈传统光模块发展瓶颈5•空间与集成度限制：在高密度部署场景下，传统光模块的尺寸限制了其在数据中心的扩展能力。例如，QSFP+等紧凑型封装在高带宽需求下难以满足空间要求，限制了单机架交换容量的提升。•带宽瓶颈及“功耗墙”痛点：随着数据速率从400G向800G、1.6T迈进，传统光模块需要并行的激光器和探测器数量增加，导致功耗和体积线性增长。电互联的损耗和串扰也变得越来越严重，形成带宽瓶颈和“功耗墙”。•成本与制造复杂性：传统光模块的制造涉及多个分立器件的组装与测试，工艺复杂且成本较高。随着速率的提升，传统方案的制造成本难以有效控制，限制了其在大规模部署中的应用。•供应链瓶颈：传统光模块光芯片等核心器件依赖进口，国产化率较低，导致供应不稳定，影响量产。图：数据中心光模块发展趋势图：2019-2029年VSCEL、EML、硅光总出货量（百万个）请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明硅光方案相较于传统EML方案，在功耗、集成度和成本上具有显著优势。同时，硅光技术通过片上集成波导和光耦合结构，简化了多通道数据传输的物理架构，适用于数据中心短距传输和高密度部署场景。•高集成度：基于硅基CMOS工艺，将激光器、调制器、波导、光电探测器等光电器件单片集成于单一硅芯片，组件数量大幅减少，体积缩小。•低成本：1）相较