历史来看，数据流量的增长驱动光模块发展到当前百亿美元的产值规模。当前阶段， AI成为数据流量增 长的弹性来源，大规模AI集群的网络架构和通信能力有一定的要求高速光模块加快升级。据Coherent预测，预计未来几年AI相关的800G和1.6T数通光 模块将占所有数通光模块市场的近60%，2028年市场规模有望突破90亿美元。

  【通信行业·光模块专题】AI驱动网络变革，光摩尔定律加速，报告来源：幻影视界。

  光模块是用于设备与光纤之间光电转换的接口模块，大多数都用在实现光电信号的转换，是现代光传输网络中的必要器件。

  光模块主要由光学器件和辅料（外壳、插针、PCB与控制芯片）构成。光学器件（包括光芯片和光学元件组件）约占光模块成本70% 以上，辅料（外壳、插针、PCB与电路芯片等）占光模块总成本近30%。

  光发射组件TOSA一般包含激光二极管、背光监测二极管、耦合部件、TEC以及热敏电阻等元件。一定速率的电信号经驱动芯片处理 后驱动激光器（LD）发射出相应速率的调制光信号，通过光功率自动控制电路，输出功率稳定的光信号。

  光接收组件ROSA一般包含 光电探测器、跨阻放大器、耦合部件等元件。一定速率的光信号输入模块后由光探测器转（PD/APD）换为电信号，经前置放大器 （TIA)放到后输出相应速率的电信号。

  光通信的应用与信息流量爆发式增长紧密关联。随信息爆炸式增长，对通信质量、信息质量发展要求慢慢的升高，光通信成为必然出路。 在目前电光网络的架构中，光模块是承担光电转换功能的核心器件，所以光模块的需求核心来自于数据流量的爆发式增长。

  而当数据流量的核心增量从电信网络向数据中心、再向AI集群转移时，光模块不同阶段的主要增长驱动力也发生明显的变化。根据 LightCounting数据，光器件光模块市场规模总体超过百亿美元，其中数通市场（包括以太网、FC和AOCs，详见图4）占比已达半数， 数通市场在移动网络、云计算和AI的持续不断的发展推动下，成为光器件光模块产业的主要下游场景。

  AI集群中，光模块的用量与GPU数量强相关。AI集群中光模块的用量与网络架构和通信带宽有关（详见第二章分析），但总体来说， 训练侧需求光模块数量和GPU数量强相关，考虑到当前阶段英伟达加速卡在AI训练的垄断地位，高速光模块需求与英伟达领先的训练 卡出货量高度相关。根据TrendForce数据，预计2024年英伟达训练相关GPU出货量有望突破300万张，以1:2.5的理论测算，对应 800G光模块需求有望突破800万块。

  Sora等多模态大模型发展之下，推理侧流量有望爆发，有望带动产品升级，相关领域1.6T以上速率光模块有望逐步应用。

  AI驱动下，光模块升级周期呈现加速特征，高速率光模块有望实现出货均价提升。光模块的价格在代际内产品价格年降，同时更高速 率升级驱动下，单位比特成本整体呈现下降趋势。但由于AI带动光模块速率升级的周期加速（详见第三章），高价值量的新产品加速 推出，短期内高速率光模块市场有望出现结构性的均价提升趋势。

  数据流量增长推动着网络架构升级。传统数据中心经历了从三层架构到叶脊架构的改变，主要是为了适配数据中心东西向流量的增长。 随着数据上云的进程持续加速，云计算数据中心规模持续扩大，而其中所采用的的虚拟化、超融合系统等应用推动数据中心东西向流 量大幅度增长——根据思科此前的数据，2021年数据中心相关的流量中，数据中心内部的流量占比超过70%。

  网络架构的变化导致光模块需求的变化。以传统三层架构到叶脊架构的转变为例，叶脊网络架构下，光模块数量提升最高可达到数十 倍。

  基于缩小网络瓶颈考虑，大规模AI集群的网络架构需要满足大带 宽、低时延、无损的需求。智算中心网络架构一般都会采用Fat-Tree （胖树）网络架构，具有无阻塞网络的特点。

  同时为避免节点内互联瓶颈，英伟达采用NVLink实现卡间高效 互联。对比PCIe，NVLink具有更高带宽优势，成为英伟达显存 共享架构的基础，创造了新的GPU到GPU的光连接需求。

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