光模块是交换机和服务器所在的电世界与光纤所在的光世界之间的桥梁。过去三年，这类模块的需求已从平稳的电信和数据中心周期转为 AI 驱动的激增。训练集群中，单个 GPU 根据平台和链路拓扑的不同，大约要配 4–12 个光模块；一个 10,000-GPU 的集群可能需要约 100,000 个模块（具体数字因部署而异，应视为规划估算，而非固定比例）。这样的用量，让光模块成为采购团队不能再当作次要项对待的一类元件。

本指南将拆解光模块的工作原理、内部结构、供应链集中在哪些环节，以及采购方在发出 RFQ 之前应核实哪些内容。

从电输入经 DSP 和光芯片到光纤的信号流，以及展示 TOSA、DSP 和 ROSA 的可插拔模块剖面图
How an optical transceiver converts electrical signals to light and back, with the DSP, TOSA and ROSA positions inside a pluggable module.

什么是光模块 #

光模块把来自交换机、网卡或 GPU 的电信号转换成光脉冲，送入光纤传输，同时把接收到的光信号还原为电信号。它是个小模块，插在交换机或服务器板上的笼子里。真正的工作在模块内部以微米级精度完成：光芯片负责处理光，电芯片负责处理信号，一组精密组件负责让各部分与光纤对准。

两个主要的光学子系统分别是发送端的 TOSA（发射光学子组件）和接收端的 ROSA（接收光学子组件）。两者之间是 DSP——数字信号处理器，负责波形整形、PAM4 编码、前向纠错（FEC）以及时钟和数据恢复。DSP 常被称为模块的大脑，TOSA/ROSA 则是它的眼睛和嘴巴。

信号路径：电 → 光 → 电 #

输入的电信号比特先由 DSP 进行整形。调理后的信号驱动激光芯片，长距离或高速率链路通常用 EML（电吸收调制激光器），短距离数据中心链路则用 VCSEL（垂直腔面发射激光器）。激光器把电波形转换成 1310 nm 或 1550 nm 的光。到了对端，光电二极管把光还原成电流——标准传输距离用 PIN，更长距离用 APD——再由另一个 DSP 恢复出原始数据。

这种转换正是该模块的用途所在。铜走线超过几米后信号完整性就会迅速下降，而光纤能以极小的损耗将同样的数据传送到数百公里之外。对 AI 集群来说，这意味着 GPU 内存和算力可以跨机架池化，架构设计不再受电传输距离的限制。

采购方必须检查的关键参数 #

外形尺寸相同，并不代表光模块可以互换。发出 RFQ 之前，请先确认：

主机板是另一道验证边界。对于 FPGA 设计，请参照 FPGA 以太网 PHY 与 retimer 选型指南， 在验证光模块之前先确定 MAC/PCS/FEC 的归属、电通道映射和通道损耗证据。

参数为什么重要
外形尺寸QSFP-DD、OSFP、QSFP28、SFP28 等。由交换机笼子和连接器决定。
数据速率100G、400G、800G、1.6T。必须匹配主机端口能力。
传输距离SR、LR、ER、ZR。决定激光器类型和光纤链路预算。
波长多模 VCSEL 为 850 nm；单模 EML 为 1310/1550 nm。
调制PAM4 常用于 400G+；较旧的 100G 使用 NRZ。
FEC一些系统要求主机侧 FEC；另一些则期望模块处理。
主机验证交换机或 GPU 供应商通常会发布合格供应商列表（QVL）。
光纤类型SR 用 OM3/OM4 多模；LR/ER/ZR 用 OS2 单模。必须匹配链路设施。
连接器LC、MPO/MTP 等。由传输距离和外形尺寸决定。
温度等级商业级（0–70°C）与工业级（–40–85°C）。影响模块可部署的位置。
DOM / DDM数字光监控报告实时温度、Tx/Rx 功率和偏置。大多数受管部署都需要。
EEPROM / CMIS存储模块身份、供应商编码和固件；重新编程的 EEPROM 是常见的假冒迹象。

QSFP-DD 800G SR8 和 QSFP-DD 800G LR8 在机械结构上完全一样，但两者不能互换。传输距离或波长选错，轻则链路无法建立，重则吃掉距离余量。

全球供应链 #

光模块位于一条高度分层价值链的末端。

最上游是 光芯片——激光器、调制器和光电二极管。这些芯片通常制造在磷化铟（InP）或砷化镓（GaAs）上，业界普遍估计约占模块成本的 40–60%（行业估计；具体份额因数据速率和批量而异）。Coherent、Lumentum 和 Sumitomo Electric 是主导高端 EML 激光器和高速光电二极管的供应商。源杰科技、Accelink 和 华工科技 等中国供应商在中端 VCSEL 和较低速率 EML 方面进展迅速，但高端 100G+ EML 仍集中在美国和日本。

电芯片——负责 PAM4、FEC 和时钟恢复的 DSP——集中度更高。业界普遍认为 Broadcom 和 Marvell 占据约 90% 的高端 DSP 份额（行业估计；随着新进入者通过验证，份额会变化），其先进设计采用 7 nm 或更小节点。中国国内替代方案大多处于低端、成本驱动型细分市场。

精密组件——透镜、隔离器、分束器、光纤插芯和陶瓷外壳——是中国供应商真正建立起全球份额的领域。TFC、TSC、Accelink、YOFC、HTGD 和 ZTT 几乎已进入所有主要光模块制造商的供应链。

封装与装配环节，中国在全球光模块产量中处于领先地位。InnoLight、Eoptolink 和 Cambridge Technology 等供应商占据了全球光模块出货量的领先份额，尤其是在面向 AI 和云客户方面。HG Genuine 和 Accelink 也在快速扩大产量。封装是微米级精度的操作：芯片贴装、光耦合、引线键合、气密封装和老化测试。对于成熟的大批量产线，良率通常报告为高于 99.9%（具体数字因产品成熟度和产量而异）。

下游的需求引擎是 AI。Microsoft、Google、AWS、Meta、ByteDance 和 Tencent 的训练集群正在以数百万只的数量消耗 100G/400G/800G 光模块。

价值链金字塔图，显示上游芯片毛利率为 60–70%，精密组件为 45–55%，封装为 30–35%，低端装配低于 15%，并标注了地域和主要供应商
Optical transceiver value chain profit pyramid, with margin ranges, key vendors and geographic concentration.

利润在哪里 #

供应链常被描述为利润金字塔（行业估计；实际毛利率因产品和客户差异很大）。高端光芯片和电芯片位于顶部，估计毛利率为 60–70%，技术护城河最深。精密组件位于中部，估计毛利率为 45–55%——稳定、大批量，但差异化程度较低。高端封装估计毛利率为 30–35%，由规模和良率控制驱动。底部的低端装配估计毛利率低于 15%，竞争主要是价格。

对于采购而言，这解释了交期格局：供应最紧张、交货时间最长的情况通常出现在芯片层面，而非模块层面。如果你能采购到模块，其内部的瓶颈往往是 DSP 或 EML 激光器。

AI 需求：近期主导驱动力 #

当前 AI 基础设施建设是市场上最大的需求信号。一块 GPU 可能需要约 4–12 只收发器，具体取决于代际和链路设计（这是行业估算，并非固定比例）：A100 约 4–6 只，H100 约 6–8 只，B200 约 8–12 只。按集群规模推算，作为规划估算，数字会迅速增长：1,000 块 GPU 的集群可消耗 10,000+ 只收发器；10,000 块 GPU 的集群可超过 100,000 只；100,000 块 GPU 的集群可超过 1,000,000 只。

估计年需求量已从 2024 年的约 2000 万只攀升至 2025 年的 3000 万只，以及 2026 年的 5000 万只。这些是估计值，不是预测，但它们反映了方向：收发器如今是一种受产能约束、与 AI 关联的组件。

GPU 与收发器比例及按年份估计的全球需求，显示 AI 集群是主导驱动力
GPU-to-transceiver ratios by GPU generation and estimated annual optical transceiver demand driven by AI clusters.

采购环节可能出哪些问题 #

  • 以为所有 QSFP-DD 或 OSFP 模块都能互换。 封装形式只是机械尺寸，传输距离、波长、DSP 和 FEC 都必须匹配。
  • 不看合格供应商清单。 超大规模交换机和 GPU 平台对固件和电气时序很挑剔，“通用”模块可能根本建不起链路。
  • 低估芯片瓶颈。 交期拉长，通常是因为 EML 激光器或 DSP 供应紧张，而不是装配线排满。
  • 忽略翻新问题。 二手、重新烧录或假冒收发器的市场一直很活跃。没有测试数据，你收到的模块可能看着没问题，一到温度或裕量测试就失效。
  • 没考虑 CPO 转型。 共封装光学最终会在部分高端 AI 交换机中取代可插拔模块。转型不会马上到来，但 3–5 年的采购计划应该把它算进去。

购买前如何验证收发器 #

检查项需确认内容
确切料号 / 固件同一料号可能有不同的固件版本。
封装形式和键位QSFP-DD 与 OSFP 在机械上不兼容。
传输距离和波长决定光纤兼容性和链路预算。
供应商和日期码确认可追溯性和库存新旧。
测试报告眼图、光功率、温度下的 BER。
主机认证该模块是否在交换机或 GPU 供应商的 QVL 上？

如果供应商无法提供原厂标签、批次代码和测试数据，应将此货源视为高风险。

CPO：可插拔模块会消失吗？ #

共封装光学（CPO）将光引擎移至与交换机 ASIC 相同的封装或基板上。优势是更低功耗、更低延迟和更高密度；劣势是失去现场可更换性，热设计也更困难。行业预期该技术将在 2026 至 2030 年间从实验室走向商业部署，1.6T 和 3.2T 可插拔模块作为过渡桥梁（时间取决于超大规模客户的认证）。

对大多数买家而言，这是需要关注的事项，而非近期颠覆。可插拔 400G/800G/1.6T 模块预计至少在 2028 年前仍将是数据中心和 AI 集群部署的标准（行业预期；随着 CPO 认证进展需重新评估）。但设计 5 年路线图的采购团队应将 CPO 标记为未来的外形尺寸变化。

路线图：从 400G 可插拔（2020）经 800G 和 1.6T 到 3.2T 过渡，以及约 2030 年的 CPO 规模部署
Optical transceiver technology roadmap from 400G pluggable modules to 1.6T and co-packaged optics (CPO) around 2030.

光收发器的应用场景 #

  • AI 训练集群：GPU 到 GPU、GPU 到交换机的链路，是增长最快的细分市场。
  • 云数据中心：楼宇之间的 Spine-leaf 和 DCI 链路。
  • 电信：长途、城域和 5G 前传/回传。
  • 企业：园区核心、存储网络和高频交易。

LimChip 采购观点 #

我们把光模块当作系统级组件来采购，而不是大宗商品 SKU。首先要问的是模块插到什么平台上，因为主机平台决定了认证边界。对于以 AI 为重点的买家，我们建议 BOM 上至少保留两家已认证的模块来源；发货前，我们还可以协助核实批次可追溯性、测试报告和日期码。

如果您的项目需要 100G、400G、800G 或相关精密组件，请提交 RFQ，并注明主机平台和目标传输距离。我们将核查供货情况、供应商认证和交期。

常见问题 #

问：如果笼子相同，我可以用 400G LR8 替换 400G SR8 吗？ 不能。传输距离和激光波长不同，光纤链路和链路预算必须匹配。

问：中国制造的光模块可靠吗？ 中国在光模块封装领域占据主导地位，产品进入全球最大的 AI 集群。可靠性取决于具体供应商，以及模块是否已针对您的主机平台通过认证，与组装国无关。

问：光模块中交期最长的物料是什么？ 通常是 DSP 或高速 EML 激光器。这两类器件产能最为紧张。

问：现在就要为 CPO 做规划吗？ 只有当你的设计周期延续到 2028–2030 年之后，才需要考虑。就当前到 2027 年的部署而言，可插拔模块才是正确选择。

总结 #

光模块是一个微型的电光系统。其中的光芯片、DSP、精密组件和封装分别来自全球供应链的不同层级，利润结构和风险水平各不相同。AI 训练集群正将需求推至历史新高，采购团队不能只看模块标签，还要关注外形尺寸、传输距离、波长、主机认证以及上游芯片供应。采购时，请拿出对待复杂 SoC 的那份严谨。

资料来源 #

  • 光组件和光模块供应商的公开披露与产品信息：Lumentum、Coherent、Broadcom、Marvell、InnoLight、Eoptolink、Accelink、YOFC、ZTT 等。文中引用的利润率区间和每 GPU 光模块配比均为行业估算，并非供应商公布的数据。
  • 上市公司报告中的超大规模企业资本支出和 AI 集群建设数据：Microsoft、Google、AWS、Meta、ByteDance、Tencent。
最终设计决策请以原厂数据手册及获批准的工程资料为准。