光模块行业系列研究之历史脉络与产业链全景

光模块|专题研究 1 大公国际：光模块行业系列研究之历史脉络与产业链全景 文/陈杰 摘要 随着人工智能、云计算等数字技术发展，数据流量指数级增长，光模块作为光电转换核心器件，市场需求旺盛，我国市场年均复合增长率超 12%。其发展历经技术奠基、标准化、小型化提速、100G 高速及超高速集成化五大阶段，当前 800G 规模商用，1.6T研发加速。应用场景涵盖数据中心、电信网络、AI 算力集群等核心领域，新兴场景增长潜力大。产业链方面，上游高端芯片国产化持续突破，中游国内企业凭产业链配套、技术迭代及成本优势全球领先，下游多元需求驱动市场扩容。 正文 一、研究背景：行业增长态势强劲 随着人工智能、云计算、物联网等数字技术的迅猛发展，全球数据流量进入指数级增长通道，对高速、低延迟、大容量的数据传输网络提出了刚性需求。光模块作为连接数字世界的“算力传输纽带”，承担着电信号与光信号相互转换的核心功能，广泛应用于数据中心互联、电信骨干网、5G 基站、企业网络等关键场景，其技术水平与产业规模直接影响着数字基础设施的建设质量与发展速度。近年来，全球光模块市场呈现出强劲的增长态势，中商情报网报告数据显示，2021 年以来，我国光模块市场规模保持 12%以上年均复合增长率。 图 1 2021 年以来光模块市场规模（亿元） 数据来源：中商情报网，大公国际整理 415489540606670010020030040050060070080020212022202320242025光模块 专题研究 光模块|专题研究 2 二、光模块产品的历史发展脉络 光模块的发展历程与光通信技术的演进深度绑定，其核心驱动力是数据传输速率的持续提升与应用场景的不断拓展。从技术奠基到规模化应用，再到当前的高速化、集成化阶段，光模块行业大致经历了五个关键发展时期。 （一）技术理论奠基期（1960～1994 年） 这一时期是光通信技术的萌芽阶段，为光模块的诞生奠定了坚实的理论与技术基础。1960 年，激光技术的发明为光信号的产生提供了核心支撑，成为光通信的重要里程碑；1966 年，光纤可用于长距离通信的理论被正式确立，明确了光纤作为传输介质的巨大潜力。1985 年前后，光纤通信开始进入产业化初期阶段，此时的光电转换器件尚未形成标准化的模块形态，多为定制化的分立组件，主要应用于少数骨干通信网络，传输速率较低，体积庞大，成本高昂。 （二）产业起步与标准化期（1995～2000 年） 1995 年成为光模块行业发展的关键转折点，首个面向光纤通信的光电信号转换器实现规模化批量生产，传输速率达到 1Gbps，同时催生了 GBIC（Gigabit Interface Converter）标准，标志着光模块作为独立产品领域的正式诞生。GBIC 标准的出台实现了光模块的热插拔功能，极大地提升了通信设备的灵活性与可维护性，推动光模块开始在局域网、城域网等场景中广泛应用。1999 年，1X9 封装光模块最早出现，采用 SC 接口，固定集成在通信设备电路板上，进一步优化了产品的兼容性与实用性。这一时期，光模块的速率主要集中在 1Gbps 以下，产品形态逐渐标准化，市场规模稳步扩大，海外企业如 Finisar、Lumentum 等率先布局，占据了行业主导地位。 （三）小型化与速率提升期（2000～2009 年） 进入 21 世纪，随着互联网的快速普及，数据流量开始快速增长，对光模块的速率与小型化提出了更高要求。2000 年左右，SFP（Small Form～factor Pluggable）封装光模块问世，其体积仅为 GBIC 的 1/2～1/3，支持热插拔，且成本更低，迅速取代 GBIC成为市场主流产品。2001 年，XENPAK 标准推出，首款 10Gbps 以太网光模块正式亮相，标志着光模块进入高速率发展阶段。2002～2005 年，X2、XFP 等 10Gbps 模块相继出现，进一步推动了光模块的小型化进程。2009 年，SFP+封装标准发布，以更紧凑的体积实现了 10Gbps 传输速率，凭借优异的性能与成本优势，逐渐占据 10Gbps 市场的主导地位。这一时期，光模块的速率从 1Gbps 提升至 10Gbps，封装形态不断优化，应用场景从传统通信网络拓展至企业数据中心，行业产业化程度大幅提升。 （四）100G 高速时代（2009～2017 年） 2009 年，100G 光模块标准化工作正式启动，CFP（C Form～factor Pluggable）封装形态应运而生，成为早期 100G 光模块的主要解决方案。但 CFP 封装体积较大，功耗 光模块|专题研究 3 较高，难以满足数据中心对高密度、低功耗的需求。2013～2014 年，CFP2、CFP4 等改进型封装相继推出，在体积与功耗上有所优化。与此同时，QSFP+系列光模块凭借 4 通道设计，实现了更高的集成度与性价比，快速崛起。2014 年后，QSFP28 100G 模块正式量产，以其紧凑的体积、较低的功耗和优异的性价比，迅速取代 CFP 系列成为市场主导产品。这一时期，PAM4 调制技术开始应用，显著提升了频谱效率，为更高速率光模块的研发奠定了技术基础。光模块的应用场景进一步拓展，数据中心互联成为核心需求之一，全球光模块市场规模进入快速增长通道。 （五）超高速与集成化时代（2017 年至今） 2017 年起，随着云计算、大数据技术的深入发展，400G 光模块成为行业研发焦点，OSFP 和 QSFP～DD 成为主流封装方案，实现了更高的传输速率与集成度。2019 年，SFP28光模块成为 5G 基站前传的主要选择，支持 56Gbps～112Gbps 传输速率，为 5G 网络建设提供了核心支撑。2022 年后，AI 大模型的爆发式增长催生了对超高带宽、低延迟数据传输的极致需求，800G 光模块进入规模商用阶段，OSFP-XD 等新形态不断涌现。同时，1.6T 光模块的研发进程加速，2024 年全球出货量约 270 万个，预计 2025 年需求将达300～500 万只。在技术架构上，CPO（共封装光学）、LPO（线性驱动可插拔）等前沿技术快速发展，硅光集成、薄膜铌酸锂调制等新材料、新工艺的应用，推动光模块向“更高速率、更低功耗、更小尺寸”方向演进。这一时期，中国企业凭借快速的技术迭代能力与成本优势，在全球市场中的份额大幅提升，行业竞争格局发生深刻变革。 图 2 光模块产品结构拆解图 数据来源：公开资料整理 三、光模块的主要用途与应用场景 光模块作为光电转换的核心器件，其应用场景已从传统的电信通信网络延伸至数据中心、AI 算力集群、工业互联网、卫星通信等多个领域，不同场景对光模块的速率、功