近两年，从市场化机构到产业资本，从政府引导基金到美元基金，无不将目光重新投向一个曾辉煌过10年的产业：光通信。

AI超算需求，开启了光通信产业全新发展阶段。硅光芯片、CPO、薄膜铌酸锂电光调制器、高速率VCSEL和EML芯片等光芯片技术，已在产业界和资本市场形成共识，迅速成为巨头竞相布局的关键赛道。本文围绕以下问题展开：

▶ 1.市场为什么对光通信产业有信心？

▶2.一级市场上，谁在关注光通信芯片？

▶3.光通信芯片的市场规模有多大？

▶4.投资机构应从哪个细分领域捕获未来独角兽？

▶5.什么样的光通信芯片企业，具有独角兽潜质？

▲ 光通信产业链（图源：指数资本）

光通信是整个通信网络的支柱和底座，具备高带宽、低延迟、抗干扰等优势。2009~2018年，随着电信业务的飞速增长，我国成为全球光纤需求量最大的单一市场，为光通信厂商创造了黄金十年。

今天，AI加速发展，全球算力需求猛涨。2022年，全球计算设备算力总规模达906EFlops，增速达47%，据华为GIV预测，2030年人类有望迎来YB数据时代，全球算力规模达到56ZFLOPS。站在中国视角，2022年我国算力总规模达到302EFlops，全球占比33%，并保持50%的高位增长。

AI时代，算力侧的确定性需求，将推动数通业务飞速增长，成为光通信产业全新的发展引擎。

资本市场的目光，从早期以源杰科技为代表的激光芯片，到以傲科光电、星云智联、飞昂创新等为代表的配套电芯片，今天已共同聚焦在光通信芯片领域，尤其是硅光、CPO、薄膜铌酸锂等前沿技术。

● 市场格局未定，方向已成共识

在英伟达H100芯片的带动下，光模块作为高性能计算网络核心部件，需求率先爆发。据LightCounting数据，2022年我国有7家光模块厂商跻身全球Top 10，并纷纷布局高速光模块市场。但光模块是个“赢者通吃”的领域，现阶段竞争大格局已定，初创厂家入局有相当的难度。

而光模块上游的光通信芯片，尚属于赛道早期，部分新技术商业化刚刚起步，未来市场格局变数巨大，新进入者均有机会。光芯片直接决定着信息传输速度，需求将迎来确定性高增，其中，硅光芯片、CPO/LPO、薄膜铌酸锂电光调制器等前沿技术方向，更已成为产业方和资本方的共识。

● CVC、国家队、市场化机构等均在布局

光通信芯片已成为各类型投资机构的关注热点。

据指数资本统计，2022年至今，光通信芯片企业在一级市场共完成约100笔融资，其中A轮、B轮占比超50%，约一半公司融资超过2次，其中有公司完成了4笔融资交易。

在我们的资金端图谱上，截至2024年5月，显示已有约600家机构投资光通信芯片赛道，包括CVC、国家队、市场化机构等各类资本，其中出手最多的一家已投了10+个项目。

● 上市企业争先恐后投入研发

▲ 激光芯片代表公司的北向资金呈大幅净流入趋势（图源：指数资本）

我们也研究了二级市场的情况。在激光芯片相关板块，有以下发现：

① 从2021年起，中国半导体行业PE及PS倍数均呈下降趋势，而激光芯片行业估值倍数波动上升。2022年开始，激光芯片国产替代号角全面吹响，龙头的技术水平逐渐跻身世界一流，行业发展格局更清晰透明，引起了投资者的关注。

② 中国激光芯片估值倍数明显高于美国市场。原因除了自主可控刚需带热半导体板块之外，自2022年以来技术进步+发展路径清晰影响，国内激光芯片热度持续升高，且国内资金涌入较多。

③ 激光芯片在二级市场的估值明显高于一级市场，故一级市场存在投资机会。

④ 2023年开始，外资持续大幅流出中国，但激光行业代表公司的北向资金呈大幅净流入趋势，展现出外资对该行业的信心。

硅光芯片、薄膜铌酸锂等前沿技术，还未进入大规模商用，但上市公司纷纷通过并购等方式展开布局，或在财报中积极表态投入研发。

早在2016年，光迅科技收购法国Almae，获得了10G以上有源光芯片的量产能力。2020年，光库科技收购Lumentum铌酸锂调制器资产，获得铌酸锂高速调制器量产能力，切入高速光芯片领域。2022年，Alpine成为新易盛全资子公司，新易盛推出400G/800G等高端光模块产品时，使用Alpine 自研的硅光芯片产品，在硅光竞争中占据领先位置。索尔思光电作为华西股份的参股子公司，800G光模块已小批量交付，其53G光芯片可用于400G/800G光模块产品。中旭际创400G/800G硅光模块则采用自研的硅光芯片，预计2024年会在部分客户中率先量产供应。

光通信芯片主要包括光激光器芯片、探测器芯片、电芯片、硅光芯片、薄膜铌酸锂电光调制器。硅光芯片和薄膜铌酸锂电光调制器，需求在持续增长，且具有成本优势，是未来的重点发展方向。

● 高速率激光芯片：量价齐升，40亿美金市场

▲ 高传输要求驱动光芯片市场规模广阔；高速率光芯片价值量受工艺难度提高而提升（数据来源：Omdia，图源：指数资本）

高速率激光芯片（主要是VCSEL和EML）呈现量价齐升势头。当前，100G已进入成熟应用，400G(4x100G)正在进入规模商用，同时800G(8x100G) 也已开始在大规模人工智能及高密度交换机互联开始试商用。

据测算，2019~2025年，在数据中心和电信场景，25G以上速率光模块所使用的光芯片占比逐渐扩大，整体市场规模将从13.56亿美元增长至43.40亿美元，年均复合增长率达21.4%。

高速率激光芯片的价值量也更高，因为速率越高，对应芯片的研发、量产难度越大，可稳定供应的厂商相应减少。不同速率的光芯片单价在3.1元~55.2元之间，以源杰科技招股书披露的数据为例，10G、25G芯片的价格可达2.5G芯片的5~18倍。

● 硅光芯片：2028年市场规模达6亿美金

硅基光电子技术具有集成度高、尺寸小、与微电子工艺相兼容等优势，硅光芯片已经在通信、激光雷达、传感、高性能计算、人工智能和消费者健康等领域彰显出广阔的应用前景和产业化趋势。

据Yole测算，2022年全球硅光市场规模达到6800万，其中数据中心成为最主要的应用场景，由于连接数量大、节点间距离短、环境温度相对稳定以及对光模块成本敏感，硅基光电子应用优势明显。预期2028年全球硅光市场规模将达到6亿美元，期间复合增长率达到44%。数据中心光模块仍是市场规模最大的应用，而CPO引擎、光子处理、光子互联、免疫测量、消费者健康等新应用也将百花齐放。

● 薄膜铌酸锂电光调制器：潜在市场超50亿

体材料铌酸锂调制器是大容量光纤传输网络和高速光电信息处理系统中的关键器件，几十年来为光通信发展发挥了关键作用。但随着传输速率需求不断提升，体材料铌酸锂调制器开始遭遇性能瓶颈，且体积较大，不利于集成。

新一代薄膜铌酸锂调制器芯片技术将解决这些问题。具有“光学硅”之称的铌酸锂材料通过最新的微纳工艺，制备出的薄膜铌酸锂调制器具有高性能、低成本、小尺寸、可批量化生产且与CMOS工艺兼容等优点。另外，铌酸锂材料具备优异的光学性能，采用薄膜铌酸锂调制器可以使得单通道速率超过200G，未来有望成为1.6T以上光模块的重要解决方案。

据WinterGreen Research预测，全球调制器芯片及器件市场（包含通信、传感、以及其他）到2024年将增长至226亿美元。在高速相干光通信市场，据Cignal AI预测，随着高速相干光传输技术不断从长途/干线下沉到区域/数据中心等领域，用于高速相干光通信的数字光调制器需求将持续增长，2024年全球高速相干光调制器出货量将达到200万端口。

在中长距离传输上，薄膜铌酸锂有望替代磷化铟、硅光调制器的部分市场份额，若薄膜铌酸锂技术突破，将有望实现大规模应用。根据光库科技2020年定增公告，薄膜铌酸锂调制器单价 5865元/件，假设全球高速相干光调制器与端口数量一一对应，其潜在市场规模2024年有望超过50亿元。

▲ 光通信芯片各种技术路径对比（图源：指数资本）

硅光芯片、CPO/LPO、薄膜铌酸锂电光调制器，需求在持续增长，且具有成本优势，已是产业端和资本端共同认可的重点方向。

● 硅光芯片在通信领域的四个应用

硅光在高速率传输具有性价比优势，在中长距场景，硅光通信方案有望突围。当前，硅光子发展最成熟的是包含数据中心互连（DCI）收发器在内的连接领域，涉及数据中心、高性能数据交换、长距离互联、 5G基础设施。未来有望在FMCW激光雷达、光子计算等领域进一步延拓。

① 数据中心

光模块是数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件，目前占据数据中心网络成本的60%，超过交换机、NIC和电缆等设备的总和，高昂的成本迫使产业界通过技术升级降低光模块的单价。

硅光模块的引入，有望解决这一问题。数据中心对光模块的集成规模、器件尺寸、成本方面、功率控制要求较高，硅光方案可大幅节约器件、组装成本，控制占地空间，具有极强的需求匹配度。

近年来数据中心市场规模稳步扩大，我国数据中心市场规模 2018~2023年CAGR为29%，直接拉动数据中心模块的需求增长。根据中商产业研究院预测，2024年中国数据中心市场规模将达3048亿元。

② CPO

CPO（光电共封装）是业界公认的未来更高速率光通信的主流产品形态之一。将光学引擎PIC与电学引擎EIC合封在一起的封装技术，可实现更短的信号传输路径和更高的性能，显著降低交换机的功耗和成本，同时具有低延迟、高带宽、小尺寸、可扩展性等优点。

CPO应用于超大型云服务商数通短距场景，未来市场空间广阔。在800G时代，可插拔的传统封装模式（Pluggable）或仍是市场主流，但当通信带宽提升至1.6T及以上，数据中心内部光连接升级或将转向高能效比的CPO方案，而硅光芯片作为CPO高集成度芯片首选方案，有望在数据中心应用场景中普及。

据LightCounting，CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始，于2024~2025年开始商用，2026~2027年开始规模上量，主要应用于超大型云服务商的数通短距场景。据CIR预计，到2027年，CPO市场收入将达54亿美元。

在CPO领域，全球网络设备和芯片大厂、终端云厂商均前瞻性地布局CPO相关技术及产品，并致力于推进CPO标准化工作。海外CPO布局主要由网络设备和芯片大厂推进，可能有两个原因：技术实力方面，博通、英伟达等厂商网络实力较强，开始探索基于51.2T交换芯片的下一代CPO交换机的时间较早；商业诉求方面，网络设备商相比云计算厂商更有动力推进一整套网络架构方案的落地，以提高其在产业链中的地位。

③ LPO

CPO成为主流尚需时日，LPO被认为是主要过渡方案。LPO(Linear-drive Pluggable Optics)是指线性驱动可插拨光模块，取消了DSP, 只留下driver和TIA，将DSP功能集成到交换芯片中。

相比于可插拔光模块，在不同应用方案中LPO的功耗下降约50%。此外，系统的延迟和成本降低，可应用到对延迟要求比较高的场景，例如高性能计算中心(HPC)中GPU之间的互联。

相对于CPO，由于LPO仍然采用可插拔模块的形式，未进行较大的封装形式革新，可以利用成熟的光模块供应链，因此被认为是800G光模块时代最具潜力的技术路线。

④ 5G基建

5G移动通信网络要求光模块能够承载更高的速率。按应用场景，光模块分为前传、中传、回传光模块，前传速率需达到25G，中回传需达到50G/100G/200G/400G。

5G基站建设带来海量光模块需求，华为已经在2019年底的25G前传光模块招标中引入硅光模块，为后续的技术升级、产业链培育做准备。今后，替代效应或逐步显现。

● 薄膜铌酸锂电光调制器：取代传统铌酸锂

在新一代高速宽带接入、数据中心及5G建设驱动下，光子集成器件行业将迎来新一轮技术、产品升级，核心光网络向超高速和超远距离传输升级，对光通信骨干网的需求也不断增加。铌酸锂调制器作为光通信骨干网的核心光器件，将迎来重大的发展机遇。

薄膜铌酸锂可以取代体材料铌酸锂的应用场景，包括长距离相干光通信领域和军事航天等领域，同时可拓展到数通光模块和硅基激光雷达中。

光通信芯片是高技术壁垒的赛道，但“陪跑”玩家与赢家的差异往往并不在技术层面，而在于商业化节奏。谁能与下游大厂形成战略或股份绑定，得到巨头背书，就能更快地完成导入到量产的过程。产业内的资源会迅速向头部集中，本质上，这是一个赢者通吃的游戏。

● 率先进行大客户验证

目前800G光模块基本采用8*100G的EML方案，光芯片主要供应商是海外厂商。

对于高速率VCSEL和EML激光芯片，面向800G和1.6T、持续国产化及下游场景的链触，是国产公司做大做强的关键。

对于转型硅光的上游芯片设计公司，核心竞争力在于能否率先进入下游光模块厂商进行测试验证，完成导入到量产的转化过程。部分光模块公司，已通过收并购或合作方式掌握硅光技术，将有助于优化生产成本。目前，硅光通信在100G赛道已多点开花，400G强者云集，800G是未来主要增长点。

● 解决产业化后的降本问题

薄膜铌酸锂目前成本较高，而商用后的市场需求与单位成本息息相关。如何解决产业化后的成本问题是关键。

当前，中国的铌酸锂产业链已趋向完善，从上游的晶体和薄膜材料，到中游的材料和薄膜铌酸锂调制器芯片及器件，再到下游的各种应用，已形成了全方位的产业生态，具备了国产替代的基础环境。铌酸锂调制器类产品设计难度大、工艺复杂，且当前以IDM模式为主，属于技术高、资金重、周期长的行业，进入壁垒高，当前参与者较少，先发优势明显。从应用端来看，相干一直是设备商的核心竞争市场，薄膜铌酸锂作为相干领域的新方案，设备商客户认证周期必然相对较长，率先完成下游客户验证的芯片制造商将具备明显优势。