金元证券最新光通信深度报告指出，AI驱动光模块迭代速度从10年一代缩短至2-3年一代。800G光模块2020-2024年CAGR高达188.1%，1.6T光模块预计2024-2029年CAGR达180.0%。LPO（线性直驱）去除DSP使功耗降70%、成本省50-60美元，CPO共封装成为下一代趋势。本报告基于金元证券研究所数据，全面剖析高速光模块市场的增长驱动与技术演进。
AI驱动高速光模块迭代加速，800G/1.6T引领市场
高速率需求早期由城域网和骨干网驱动，迭代速度较慢（10年一代），但AI训练的时效性需求使光连接迭代速度加快。训练与推理规模指数级膨胀，使网络而非算力成为AIDC首要瓶颈，只有更高速、更节能、更高密度的光模块才能撑起GPU/加速器之间的高速互连。
光模块市场2020-2024年全球销售收入从112亿美元增至178亿美元，CAGR为12.2%。800G光模块2020-2024年CAGR高达188.1%，预计2024-2029年保持19.1%增长。1.6T光模块在更高带宽需求、更低功耗要求及AI驱动数据处理需求推动下，预计2024-2029年CAGR达180.0%。
光模块原材料中光器件（TOSA、ROSA及其他光器件）占总成本约74%。采用不同光模块技术（硅光集成vs分立器件）会显著影响各类光器件成本结构占比。PON设备中光模块及其他电子组件占75%。
LPO——降功耗降成本的新方向
传统高端光模块（400G/800G）采用PAM4调制并内置DSP，含DSP功能的800G多模光模块功耗可超13W，其中DSP功耗占比接近50%。DSP芯片在光模块BOM成本中占比20-40%。
LPO（Linear-drive Pluggable Optics）去除模块内的DSP/CDR功能，将信号处理任务移至交换机主设备侧，由主控芯片承担复杂的恢复和均衡。800G光模块中去掉DSP可节省约50-60美元，功耗从13W以上降至4W以下，降幅达70%。LPO方案成本降低显著，被视作AI数据中心降功耗的重要方向。
相干调制与直接调制双路线并行，CPO成下一代封装趋势
相干调制通过双偏振正交调制实现高阶调制（如DP-16QAM可实现每波特4bit信息），单波长可承载数百Gbps，用于长距离DCI互联。相干模块发射端包含可调谐窄线宽激光器（ITLA）、相干驱动调制器（CDM含驱动芯片和IQ调制器MZM）和DSP数字处理子系统。
直接调制光模块多用于数十公里以内，算力中心内服务器与交换机之间。基于单通道100Gb/s的800Gb/s光模块技术已较为成熟，单通道200Gb/s的800Gb/s、1.6Tb/s光模块正在加速落地。800G VR8、SR8多以VCSEL为光源，800G DR8以InP外调制激光器（EML）为主。
CPO将光模块不断向交换机芯片靠近，最终实现光引擎和电交换芯片整体封装，缩短芯片与模块之间走线距离。2.5D封装通过中介层实现PIC和IC互连，3D封装通过TSV通孔技术实现垂直互连，有更短互连距离、更高互联密度、低功耗优点。博通2024年展示51.2Tb/s CPO交换机，2025年发布Tomahawk 6（102.4Tb/s）支持CPO。
表3：LPO与传统含DSP光模块对比| 对比项 | 含DSP传统光模块 | LPO光模块 |
|---|
| 功耗（800G） | >13W | <4W |
| 功耗降幅 | — | ~70% |
| DSP芯片 | 有（功耗占~50%） | 无 |
| 成本差异 | — | 节省50-60美元 |
| 信号处理位置 | 光模块内部 | 交换机主设备侧 |
