光收发器，成为新瓶颈

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随着人工智能基础设施以前所未有的速度加速发展，光连接已成为下一代数据中心的关键推动因素和制约因素之一。在本系列观点文章中，Yole Group 将探讨在超大规模人工智能需求、供应链限制和技术路线图不断变化等多重压力下，光收发器生态系统将如何演变。

光收发器行业已进入一个新阶段。多年来，市场主要受电信周期、超大规模云升级以及从100G到400G的可预测过渡所驱动。如今，人工智能集群改变了这一格局。光模块不再是外围连接组件，而是成为人工智能基础设施扩展速度的关键因素之一。Yole Group报告称，到2025年，数据通信光组件收入将超过180亿美元，同比增长超过70%，其中高速400G+数据通信模块的出货量将超过5500万个。800GbE仍是增长引擎，而1.6T模块的产能正在迅速提升，预计到2026年，1.6T模块的出货量将超过1000万个。

供应链瓶颈正成为行业的主要制约因素

问题在于，供应链的设计并未适应这种加速发展的速度。最终的收发器模块仅仅是这条更深层次供应链中可见的一环：激光器、调制器、数字信号处理器 (DSP)、跨阻放大器 (TIA)、激光驱动器、光电二极管、光引擎、连接器、光纤阵列、波分复用 (WDM) 滤波器、耦合器、隔离器、环形器、衰减器，以及精密组装和测试。在人工智能时代，瓶颈不再在于组装一个盒子，而在于大规模生产中对成千上万个微小且对良率要求极高的光学和电子元件进行质量认证。

目前最明显的制约因素是激光器。Yole Group预计2026年和2027年800G及以上光收发器的出货量约为1.5亿个，但同时警告称，激光光源已成为上游产能的重大瓶颈。EML模块的短缺尤为严重，据报道，战略客户已预先分配了部分产能，导致交货周期延长，迫使模块制造商和云服务提供商寻求替代设计方案。

这就是为什么EML和硅光子学之间的争论不再仅仅是技术层面的。EML仍然具有吸引力，因为它们在当今的800G和1.6T可插拔芯片中提供了成熟的传输距离、信号完整性和可制造性。但EML方案依赖于少数合格的InP基激光器供应商。硅光子学则将部分价值转移到晶圆级调制器和外部CW-DFB激光器上。理论上，这拓宽了制造基础并提高了集成度。实际上，这只是转移了压力点：从EML芯片产能转移到CW激光器的可用性、硅光子代工厂的良率、已知良品芯片的测试、光耦合和封装。

因此，业界应谨慎使用“InP短缺”这一说法。问题不仅仅在于InP晶圆的供应。真正的短缺在于满足200G/通道光链路需求的合格、高良率、高可靠性化合物半导体产能。外延生长、激光加工、气密封装或非气密封装、老化测试以及长期可靠性筛选等环节都至关重要。勉强可用的激光器与超大规模应用所需的激光器截然不同。

DSP是第二个压力点。在传统的基于DSP的可插拔光模块中，DSP承担了大部分信号调理工作。这虽然保证了互操作性、传输距离裕量和运行稳定性，但也增加了成本、功耗以及对先进工艺半导体供应的依赖。LPO挑战了这种模式，它将DSP从模块中移除，并使用线性TIA和驱动器，同时更加依赖主机ASIC和精心控制的电通道。例如，Marvell的1.6T LPO芯片组集成了每通道200G的TIA和激光驱动器，用于800G和1.6T线性驱动可插拔光模块。

LPO不会取代DSP，但会细分DSP市场。对于短距离、可控的机架内链路或扩展链路，LPO可以降低模块功耗和成本。而对于长距离、异构环境、相干链路、800ZR、1.6T ZR/ZR+以及园区互连，DSP仍然至关重要。其结果并非DSP市场的崩溃，而是市场重新分配：一些短距离链路中PAM4 DSP的需求减少，而相干、轻度相干、重定时器、诊断和主机侧信号完整性等应用则更具价值。

无源器件往往被低估，成为制约因素。随着带宽的增加，从供应链的角度来看，“无源”子组件的被动性日益凸显。连接器、耦合器、WDM复用/解复用滤波器、隔离器、环形器、衰减器、透镜、光纤阵列和高密度光接口都必须满足更严格的公差要求。在CPO（光纤光刻）领域，无源对准、可拆卸光纤接口、可插拔激光源和光纤布线都成为系统级挑战。博通发布的CPO产品不仅重点介绍了交换机ASIC和光引擎，还重点介绍了其在先进光纤、连接器、插座、可插拔激光源笼和高密度CPO光纤电缆方面的生态系统合作伙伴。

生态系统控制与地缘政治将决定下一代领导者

地理位置是另一个瓶颈。中国在大型模块组装和测试生态系统中占据主导地位，像中际旭创和新易盛这样的公司在800G和1.6T产能爬坡中发挥着核心作用。美国则在超大规模架构、交换机ASIC和DSP领域领先，拥有多家关键的光器件供应商。双方都无法完全独立。美国的云计算和人工智能公司需要中国的制造规模。中国的模块制造商需要获得先进的DSP、激光器和设备，以及全球客户。这种相互依存的关系正变得越来越具有战略意义。

最终的赢家将是那些同时拥有技术和资源分配的企业。在模块领域，Innolight、Eoptolink 和 Coherent 是数据通信领域最重要的厂商之一。Yole Group 的报告显示，中际旭创将在 2025 年引领数据通信收入增长，其次是新易盛和 Coherent。在激光器和光器件领域，Coherent、Lumentum、Broadcom、三菱和住友仍然是关键厂商。在 DSP 和高速电子器件领域，Marvell、Broadcom、思科/Acacia 以及部分 ASIC 厂商占据主导地位。在 CPO 领域，Broadcom 和 NVIDIA 正在引领发展路线图，其中 NVIDIA 正在推广使用更少激光器的硅光子开关，并声称其具有显著的能效优势。

展望未来，可插拔设备不会很快消失。它们仍然具有可维护性、互操作性、多来源性，并且操作上也易于理解。Yole Group 在其 2025 年展望中仍然预计，未来三年内，CPO 的可插拔设备出货量不会受到实质性影响。但当功率密度和带宽密度足以抵消生态系统风险时，CPO 将会增长：例如人工智能规模化、高基数交换机，以及最终的超大规模横向扩展架构。

供应链将从以模块为中心的模式演变为以平台为中心的模式。未来的领导者不再仅仅是那些拥有最便宜收发器的公司，而是那些能够确保激光器产能、设计或采购先进的DSP/驱动器/TIA芯片、验证硅光子学和EML替代方案、控制被动对准和测试，同时满足美国和中国地缘政治要求的公司。在光收发器领域，技术领先和供应链领先如今已是同一概念。

光收发器市场正步入一个关键的十年，仅靠技术创新已不足以保证领先地位。在人工智能时代，成功同样取决于供应链的韧性、合作伙伴关系、制造规模化能力以及地缘政治适应能力。

（来源：yole）

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