【国盛通信·深度】进击的光通信——2025年通信行业投资策略

2. 硅光正式进入到放量期

硅光光模块主要依赖于硅基光子学的优势，通过在硅晶圆上集成激光器、调制器、探测器等光学元件来实现光电转换和光信号的处理。 这些模块通常涉及将光信号从电信号转化为光信号，或反过来实现光信号到电信号的转换。硅光技术利用了硅的高透明性和成熟的半导体制造工艺，使得硅光模块具备高集成度、低成本和可扩展性等优势。

硅光技术能够在硅基板上实现光波导、电光调制、光检测等基本光子学功能，但硅材料本身的带隙限制使得它不能直接产生激光（即不能在硅基板上制造高效的光源）。因此，外挂CW光源的硅光方案通过将外部CW激光器与硅光芯片相连接，使其提供所需的激光信号，硅光模块负责光调制、传输和接收等功能。

具体的工作原理通常如下：

1. 外部CW光源 （如外部激光二极管）产生稳定的激光光源。

2.    激光通过光纤或光波导进入硅光芯片。

3.    硅光芯片中的光调制器对激光信号进行调制，通常通过电光效应（如Mach-Zehnder调制器）调节激光信号的强度、相位或频率，以便在通信中传输数据。

4.    调制后的光信号通过硅光芯片的光波导继续传输，经过传输后可被接收器检测。

CW激光器： 作为外部光源，CW激光器提供稳定的激光输出，通常选择具有低噪声和高稳定性的激光器，如激光二极管（LD）。这些激光器通常通过光纤或集成波导与硅光芯片相连接。

硅光芯片： 硅光芯片负责光信号的调制、传输和探测。芯片上集成了多个光学组件，如波导、调制器、耦合器、探测器等，用于处理输入的激光信号。硅光芯片通过波导与外部光源及其他器件连接，传输光信号。

调制器： 硅光芯片中的调制器用于对激光信号进行调制。这些调制器将输入的电信号转化为光信号的调制，使其能够承载数据内容。

光探测器： 用于接收从光纤或波导传输回来的光信号，并将光信号转换为电信号。常见的光探测器有光电二极管等。

光波导： 光波导是硅光模块中光信号传输的通道，它将光信号从光源传输到调制器和探测器。硅光技术的一个重要优势是可以在小尺寸的硅基板上集成多个光波导，以实现光信号的有效传输。

由于eml和vesel芯片面临供应紧张问题，而CW光源相对供应富裕，对于大型光模块厂商来说，通过硅光光模块方案，能够解决供应能力不足的问题，具备硅光芯片设计研发能力的光模块厂商将更有优势，事实上，中际旭创在交流中已经明确明年将出货基于自研硅光芯片的硅光光模块产品，以缓解因上游光芯片或光器件缺货造成的出货困难。其他光模块厂商如新易盛、lumentum等也均发布硅光相关产品，预计明年硅光模块份额有望快速提升。

3.LPO，潜在的短距离低功耗黑马

LPO，即线性驱动可插拔光模块，是一种光模块封装技术。无论是CPO还是LPO，相对传统光模块，主要目的之一就降功耗，而DSP的功耗在整个模块中的占比又是最高的。对于LPO来说，其直接表征在于去 DSP 化，在数据链路中只使用线性模拟元件，无CDR或DSP的设计方案。通过使用具有优异线性度和均衡能力的转阻放大器（TIA）和驱动芯片（DRIVER）来替代DSP。

LPO的去DSP，是真正不想在光模块中的电芯片中加DSP，而是将DSP功能放在系统设备侧来实现。图表5更直观的展示了传统基于DSP/Retiming方案与LPO方案的异同。在接口方面，LPO对模块本体的封装没有要求，不管是QSFP，还是QSFP-DD，亦或是OSFP、OSFPXD等均可以实现LPO方案。

目前LPO方案标准化未成熟，主要涉及到电接口和光接口。其中电接口主要是OIF的CEI-112G-Linear-PAM4协议，据中国科学院半导体研究所了解，截至最后一次更新的（2024年4月），CEI-112G-Linear-PAM4标准已经有了实质性进展，并且已经被业界采纳和实施，至少在产品层面已有海信等公司推出基于此标准的800G线性互联光缆。

在光接口方面，IEEE802.3系列协议是成熟通用的标准，Retime类可插拔光模块均需符合该协议。如果可以做到符合802.3协议，LPO则可以实现最大意义上的“互联互通”。

线性驱动可插拔光学器件（LPO）在光互连领域具有多项优势。这些优势使 LPO 成为增强数据中心连接和满足现代网络环境日益增长的需求的有前途的解决方案。 以下是 LPO 的一些主要优势：

热插拔，易于维护： LPO 保留了光学元件的传统模块化外形尺寸，使其成为侵入性较小的解决方案。如果 CPO 系统中的设备发生故障，通常需要拆卸整个交换机，这可能不便于维护。相比之下，LPO的设计支持热插拔，从而简化了更换过程并减少了用户的停机时间。

减少延迟： LPO 技术摒弃了数字信号处理器（DSP）的使用，从而消除了信号恢复的需要。这种处理开销的减少显著降低了系统延迟，使 LPO 非常适合时序至关重要的应用，例如高性能计算中心（HPC）中的 GPU 间通信。

降低成本： 没有DSP不仅降低了功耗，还降低了运营成本。DSP 技术是 Broadcom 和Inphi等少数制造商所拥有的利基专业知识。通过不依赖DSP，LPO在一定程度上也减少了对这些有限来源的依赖，有可能使供应链多样化并增强市场竞争力。

从上游芯片制造商到交换机供应商，再到最终用户，各行各业的利益相关者都非常重视LPO（线性驱动可插拔光学器件）技术的开发和应用，这表明商业部署前景广阔。 在 OFC 2023 上，Semtech 和 Broadcom 等领先公司展示了他们的线性驱动解决方案，标志着强劲的行业趋势。

我们认为，2025年或将是LPO技术产品开始放量的元年，从需求上看，在AI超算中，客户追求更具有价格优势，拥有更低功耗，同时还能尽可能保证性能的产品方案，LPO在以上几点均具备一定优势，与此同时交换机经过数年的迭代，也具备支持LPO光模块的能力，考虑到明年整个行业巨大的行业需求，LPO相较于其他新型方案，更加具备落地的契机，目前来看，头部光模块厂商在LPO产品技术和客户方面具备较为明显优势。

4.AEC：短距离场景的优选项

什么是AEC？ AEC（Active Electrical Cable）是一种有源电缆互联方案，主要应用于数据中心的短距离高速数据传输场景。与传统的无源直连铜缆（DAC）相比，AEC在电缆两端集成了信号处理芯片，通过主动信号调理技术显著提升传输距离和信号质量。AEC可支持1-7米的传输距离，在成本和性能之间取得了良好平衡，凭借其传输距离、可靠性和性价比，逐渐成为AI短距离互联的优势方案。