作為光電轉(zhuǎn)換的核心器件，光模塊通過將發(fā)送端電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后通過光纖進(jìn)行傳送，最后在接收端再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而完成光信號(hào)在一定距離上的傳輸。從大體結(jié)構(gòu)上來(lái)看，光模塊主要由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。光模塊按照封裝形式分類，常見的有SFP，SFP＋、GBIC、XFP等類型。

在光模塊的特性中，最大的特性區(qū)分在于傳輸速率。按照傳輸速率的不同，光模塊可以分為低速率、2.5G、10G、40G、100G、200G、400G等等。不同傳輸速率匹配光網(wǎng)絡(luò)不同環(huán)節(jié)和應(yīng)用場(chǎng)景。此外，光模塊傳輸距離的長(zhǎng)短則是另一大核心參數(shù)，根據(jù)其傳輸距離的不同，大體可以分為短距離光模塊、中距離光模塊，以及長(zhǎng)距離光模塊三種類型，其中長(zhǎng)距離光模塊特指?jìng)鬏斁嚯x為30km以上的光模塊，能滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸?shù)男枨蟆?/p>

光模塊產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片、器件、模塊成品。其中，要數(shù)芯片的技術(shù)含量最大，行業(yè)準(zhǔn)入門檻很高。在芯片領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠家相對(duì)弱勢(shì)，特別是在高端產(chǎn)品領(lǐng)域，幾乎由國(guó)外廠家完全壟斷。而在器件領(lǐng)域，種類繁多，整體呈現(xiàn)全球全球協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)，在這一領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)廠家相對(duì)較多，國(guó)內(nèi)廠家在無(wú)源器件方面表現(xiàn)較為強(qiáng)勢(shì)，有源器件也呈現(xiàn)出迅猛增長(zhǎng)趨勢(shì)。隨著光通信系統(tǒng)的不斷升級(jí)，模塊成品的迭代速度也在不斷加快。近年來(lái)數(shù)據(jù)中心的增長(zhǎng)速度不斷加快，為光模塊市場(chǎng)打開了空間，整體估算可以達(dá)到近300億元。

光芯片：技術(shù)壁壘高、國(guó)內(nèi)有待突破

光芯片是模塊中價(jià)值最集中的部分，在光模塊中成本占比30％至50％，在高端產(chǎn)品中占比甚至能達(dá)到50％到70％。目前，在整個(gè)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，國(guó)外廠商占據(jù)了高端光芯片市場(chǎng)大約9成份額。從核心芯片能力分析，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前只掌握了 10Gb/s 速率及以下的激光器、探測(cè)器、調(diào)制器芯片，以及 PLC/AWG 芯片的制造工藝以及配套 IC 的設(shè)計(jì)、封測(cè)能力，整體水平與國(guó)際標(biāo)桿企業(yè)還有較大差距，特別是在高端芯片能力方面，比美日發(fā)達(dá)國(guó)家落后 1-2 代以上。而國(guó)內(nèi)光芯片廠商目前集中于10G及以下市場(chǎng)，其中，最具代表性的國(guó)內(nèi)廠商有光迅科技、昂納科技、海信寬帶等。

由于缺乏完整、穩(wěn)定的光電子芯片、器件加工工藝平臺(tái)以及相關(guān)配套人才隊(duì)伍，國(guó)內(nèi)還難以建立起標(biāo)準(zhǔn)化光通信器件研發(fā)體系，這是制約國(guó)內(nèi)光芯片突破的癥結(jié)所在。因此，在光芯片領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商們?nèi)孕杓訌?qiáng)研發(fā)投入，穩(wěn)步突破技術(shù)和工藝瓶頸，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)化替代，進(jìn)而強(qiáng)化國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。

2018年1月，工信部發(fā)布了《中國(guó)光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖（2018－2022年）》，全面量化了核心光芯片的發(fā)展規(guī)劃，全面提速DFB、EML、VCSEL等核心芯片的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。由此可見，提振國(guó)內(nèi)光芯片水平已經(jīng)上升到國(guó)家層面，國(guó)內(nèi)在光芯片領(lǐng)域潛力巨大。

光器件：全球化協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)

作為光模塊的核心組件之一，光器件對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊饬x不言自明。根據(jù)是否需要電源驅(qū)動(dòng)，光器件大體上可以分為有源器件和無(wú)源器件兩大類。有源光器件是光通信系統(tǒng)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的關(guān)鍵器件，是光傳輸系統(tǒng)的心臟，主要包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）、光電二極管（PIN）、APD、摻鉺光纖放大器（EDFA）、拉曼光放大器及調(diào)制器等。無(wú)源光器件是光通信系統(tǒng)中需要消耗一定能量但沒有光電或電光轉(zhuǎn)換的器件，是光傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，主要包括光纖連接器、耦合器、波分復(fù)用器、光開關(guān)、光衰減器和光隔離器等。

光器件行業(yè)屬于技術(shù)含量很高的行業(yè)，被稱為光通信網(wǎng)絡(luò)的“心臟”。光器件大致分為芯片開發(fā)、器件封裝、模塊組裝三個(gè)環(huán)節(jié)。此外，光器件是技術(shù)密集型和勞動(dòng)密集型相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)。隨著數(shù)據(jù)中心的不斷升級(jí)，市場(chǎng)需求將會(huì)進(jìn)一步向中高端光器件傾斜。因此，對(duì)廠商技術(shù)挑戰(zhàn)將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)力不足的企業(yè)將會(huì)積壓出市場(chǎng)。

目前，中國(guó)光器件廠商大約占據(jù)了全球15％左右市場(chǎng)份額，相對(duì)來(lái)看，國(guó)內(nèi)廠商在無(wú)源器件方面的競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，代表廠商有光迅科技、昂納科技、天孚通信等等。

光模塊：迭代升級(jí) 市場(chǎng)潛力巨大

目前，隨著流媒體的快速興起，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)得到了越來(lái)越多應(yīng)用，數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)對(duì)容量和傳輸速率的要求越來(lái)越高。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2021年，全球超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量有望翻一番。目前，100G光模塊已經(jīng)成為國(guó)外云計(jì)算數(shù)據(jù)中心主流配置，400G的布局也在不斷推進(jìn)當(dāng)中，而亞馬遜、微軟、Facebook等巨頭們已經(jīng)開始部署400G光模塊。而在國(guó)內(nèi)，100G光模塊也在快速推進(jìn)當(dāng)中，阿里云曾宣布2018年是國(guó)內(nèi)100G光模塊大規(guī)模應(yīng)用元年，后續(xù)將會(huì)逐步向400G升級(jí)。

隨著，相關(guān)技術(shù)的不斷推進(jìn)，國(guó)內(nèi)光模塊產(chǎn)品正在迎頭趕上。在2018年的OFC展會(huì)上，光迅科技、中際旭創(chuàng)、海信寬帶、新易盛均發(fā)布了自家400G樣品。

硅光模塊：新型工藝搶占未來(lái)市場(chǎng)

硅光技術(shù)基于1985年左右提出的波導(dǎo)理論，2005－2006年前后開始逐步從理論向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前，硅光技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，Intel、Luxtera、Acacia、光迅、Rockley等企業(yè)先后推出芯片級(jí)、模塊級(jí)產(chǎn)品，并逐步實(shí)現(xiàn)小批量商用出貨。

硅光利用傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)非常成熟的硅晶圓加工工藝，在硅基底上利用蝕刻工藝可以快速加工大規(guī)模波導(dǎo)器件，利用外延生長(zhǎng)等加工工藝，能夠制備調(diào)制器、接收器等關(guān)鍵器件，最終實(shí)現(xiàn)將調(diào)制器、接收器以及無(wú)源光學(xué)器件等高度集成。

目前硅光技術(shù)仍處于起步階段，技術(shù)成熟度仍待提升，市場(chǎng)份額也不高。不夠隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，硅光模塊的未來(lái)讓人倍感期待。