光模組、光引擎、光晶片有甚麼分別?AI 光互連產業鏈比較
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光晶片產生、調制、導引或接收光訊號;Driver 與 TIA 是處理發射/接收模擬電訊號的電晶片;光引擎把光晶片、電晶片、光纖陣列和精密封裝整合成光電轉換子系統;完整光模組再加入 DSP、PCB、電源、散熱、固件、外殼與標準接口。 這些層級互相嵌套,但收入、良率和供應商不應混為同一市場。[1] [2] [5]
Klaro Research 核心結論: 光晶片決定材料與器件性能,光引擎決定耦合、封裝、良率與光電轉換,完整模組負責系統互通、散熱、固件和客戶交付。投資研究必須先問公司賣哪一層、誰承擔認證與保固、收入按元件還是整機確認,才能比較 ASP、毛利和周期。
本文資料截至 2026 年 8 月 30 日。Coherent 路線圖證明 800G/1.6T 光模組和上游元件同時演進,但公司 10-Q 沒有把每個層級單獨變成可比財務分部。[3] [8]
光晶片、光引擎、光模組一張表比較
| 層級 | 核心功能 | 典型內容 | 誰負責系統整合 | 主要經濟變數 |
|---|---|---|---|---|
| 光晶片/PIC | 發光、調制、探測或矽光導引 | EML、DML、VCSEL、PD、矽光 PIC | 元件/晶片商與下游封裝客戶 | 晶圓良率、材料、性能、ASP、產能 |
| 模擬電晶片/EIC | 驅動雷射/調制器,將光電流轉為電壓 | Laser Driver、TIA、線性均衡 | 電晶片商、引擎/模組商 | 線性度、雜訊、功耗、頻寬、整合度 |
| 光引擎 | 完成多通道光電轉換與精密耦合 | 光晶片、Driver/TIA、FAU、微光學、封裝 | 光引擎商/模組商/系統商 | 對準良率、通道密度、熱、客戶平台份額 |
| 完整光模組 | 形成可插拔、可管理、可互通產品 | 光引擎、DSP(視架構)、PCB、散熱、固件、OSFP/QSFP-DD | 模組品牌商 | 速率 mix、客戶認證、模組良率、保固、回款 |
光晶片與光模組有甚麼分別?
EML/VCSEL 等光晶片只是模組的一部分。晶片可以有很高技術壁壘,仍要經過封裝、耦合、driver、光纖連接和可靠性測試;同一模組還使用 DSP、PCB、連接器、散熱和固件。模組 ASP 不能直接當光晶片收入,反之亦然。
上游公司如 Lumentum 或 Coherent 可能同時賣晶片、元件、子組件和部分模組,因此必須按公司實際產品分拆,不能只貼「光晶片股」標籤。
光引擎的價值在哪裏?
光引擎把多個光學器件精準對準並封裝,對誤碼率、溫度、光功率和長期可靠性負責。FAU、微光學和耦合看似不是高價整機,良率和自動化卻可決定每個端口能否量產。
天孚通信較接近這一層;其收入更應按每個模組的光學內容量、客戶份額、良率和出貨理解,而不是直接乘完整模組 ASP。
完整光模組多做了甚麼?
模組商要選擇光/電晶片、設計 PCB 和散熱、寫固件、完成標準接口與客戶互通測試,並承擔量產、品質和保固。中際旭創、新易盛等公司以整機模組為主,收入對 800G/1.6T 產品 mix 和大型雲端客戶拉貨較敏感。
傳統 DSP 模組、LPO 與 CPO 又會重新分配內容:LPO 減少模組 DSP,CPO 把光引擎靠近 ASIC。詳見 CPO vs LPO。
光模組 DSP、SerDes、Driver、TIA 分別做甚麼?
傳統 retimed 可插拔光模組的電訊號路徑可以簡化為:交換 ASIC 的 SerDes → 模組 DSP/PHY → Laser Driver/調制器 → 光纖;接收方向則是光纖 → 光探測器 → TIA → DSP/PHY → 主機 SerDes。這條路徑把高速數位處理與模擬光電前端分開。
| 元件 | 位置與功能 | 解決的問題 | 常見誤解 |
|---|---|---|---|
| SerDes | 位於交換 ASIC/主機端,將並行資料序列化並接收高速串行資料 | 晶片 I/O 與高速電通道 | 不是光模組內所有信號處理的統稱 |
| Optical DSP/PHY | 位於 retimed 模組,進行 gearbox、重定時、均衡、FEC/誤碼處理;實際功能依產品 | 補償高速電/光通道損耗並完成 lane 轉換 | 不是單純放大器,也不一定與 Driver/TIA 分立 |
| Laser Driver | 把電訊號轉成足以驅動雷射或調制器的電壓/電流 | 發射端線性度、擺幅、速度和功耗 | 不負責把光轉成電 |
| TIA | 把光探測器產生的微小電流轉成可處理電壓並放大 | 接收端雜訊、增益、線性度和頻寬 | TIA 是模擬電晶片,不是光探測器本身 |
Marvell 的 PAM4 DSP 產品頁顯示,DSP 可同時整合 TIA 和 laser driver;Broadcom 2026 年 BCM83640 則把八條 212.5 Gb/s client-side lanes 轉換為四條 425 Gb/s 或更高的 optical lanes,並加入 inner FEC 及整合 laser driver。這證明「DSP、Driver、TIA」是功能分類,實際產品可以在同一晶片封裝內整合。[2] [4]
MACOM 的產品資料把 TIA 定義為接收端跨阻放大器,產品可作線性 PAM4 TIA,亦可與 CDR 整合。研究供應鏈時,應區分數位 DSP/PHY 內容、模擬 Driver/TIA 內容與光器件內容,不能把完整模組 ASP 全部分配給其中一顆晶片。[5]
LPO 拿掉 DSP 後,信號處理去了哪裏?
LPO(Linear Pluggable Optics)移除模組內的完整 retiming DSP,依賴主機 ASIC 的高性能 SerDes、較短且受控的電通道,以及高線性度 Driver/TIA 完成鏈路。OIF 的 CEI-224G-Linear 工作正為 224G full-linear optical modules 定義電接口,應用包括 LPO、CPO 與 NPO。[7]
「沒有模組 DSP」不等於沒有均衡、FEC 或鏈路調校。部分功能留在主機 SerDes/PCS,Driver/TIA 亦可加入模擬均衡;系統商要共同控制 ASIC、PCB、連接器、模組與光纖的整條通道。MACOM 的 PURE DRIVE 資料把線性 TIA 和 laser driver 明確定位於 LPO 設計。[6]
| 架構 | 模組內主要電晶片 | 優點來源 | 主要驗證壓力 |
|---|---|---|---|
| Retimed pluggable | DSP/PHY+Driver/TIA(可整合) | DSP 補償、FEC、互通與通道容限 | DSP 功耗、成本、散熱和代際升級 |
| LPO | 線性 Driver/TIA,移除完整模組 DSP | 減少模組數位處理、功耗和延遲 | Host SerDes、PCB 通道、線性度、跨廠互通 |
| CPO/NPO | 光引擎靠近交換 ASIC,電距離縮短 | 降低高速電通道損耗與面板密度限制 | 封裝、光源、散熱、維修和系統共同設計 |
對投資研究而言,LPO 不是光模組價值「消失」,而是內容在 DSP、Driver/TIA、Host ASIC、PCB、光引擎和系統整合之間重新分配。只有產品認證、量產出貨和財報拆分,才能證明哪家公司的收入及毛利真正增加。
三層如何共同變成收入?
需求先由交換器端口和距離定義,再選光晶片/矽光平台、光引擎封裝和模組接口;每層都要通過客戶認證,最後才量產、驗收和回款。若一家公司只披露產品 demo,最多證明能力,不證明市場份額或毛利。
| 研究問題 | 光晶片 | 光引擎 | 完整模組 |
|---|---|---|---|
| 量產瓶頸 | 晶圓與材料良率 | 光學對準、自動化、封裝 | 物料整合、測試、散熱、固件 |
| 客戶黏性 | 長認證周期與器件性能 | 平台共同設計與良率 | 系統互通、全球交付與保固 |
| 庫存風險 | 特定規格晶片過時 | 子組件和客戶專案 | 完整產品 ASP/代際切換 |
| 現金流 | capex、晶圓庫存 | 設備與營運資金 | 應收、存貨、海外產能與保固 |
常見問題
光引擎是光模組嗎? 光引擎通常是模組內的光電轉換子系統;部分產品可作獨立子組件出售,但未必包含完整 DSP、PCB、散熱、固件和標準外殼。
矽光子是光晶片還是光引擎? 矽光子是一種光子積體平台,可成為光晶片/PIC 的一部分,再與雷射、探測器和封裝組成光引擎。
800G、1.6T 是光晶片型號嗎? 不是,它們是模組或鏈路總速率;可由不同 lane、光學、DSP、距離和接口組合實現。
光模組 DSP 是甚麼? 光模組 DSP/PHY 是 retimed 可插拔模組內的高速數位處理晶片,負責 gearbox、重定時、均衡、FEC/誤碼處理等功能;不同產品也可能整合 Laser Driver 或 TIA。
LPO 沒有 DSP,是否也沒有信號處理? 不是。LPO 移除模組內完整 retiming DSP,但主機 ASIC 的 SerDes/PCS 仍處理部分均衡與 FEC,線性 Driver/TIA 亦可包含模擬均衡。鏈路需要更緊密的系統共同驗證。
Klaro Research
資料來源與更新依據
資料截止:2026年8月30日
- [1] Optical Internetworking Forum Co-Packaging Framework Document
權威資料 · 方法文件 · 光源、光引擎與封裝邊界 · 查閲:2026年8月24日
- [2] Marvell Optical DSP official product architecture
第一方 · 原始資料 · 可插拔光模組的 DSP/線性元件角色 · 查閲:2026年8月30日
- [3] Coherent OFC 2026 optical product roadmap
第一方 · 原始資料 · 800G/1.6T/3.2T 產品路線 · 查閲:2026年8月24日
- [4] Broadcom BCM83640 1.6T 400G/lane PAM-4 optical DSP
第一方 · 原始資料 · 2026 年 3 月產品資料 · 發佈:2026年3月11日 · 查閲:2026年8月30日
- [5] MACOM Client-side Transimpedance Amplifiers
第一方 · 原始資料 · 查閲:2026年8月30日
- [6] MACOM PURE DRIVE Linear Drive Optical Solutions
第一方 · 原始資料 · 查閲:2026年8月30日
- [7] Optical Internetworking Forum Current work: CEI-224G-Linear
權威資料 · 方法文件 · 224G full linear optical module interface work · 查閲:2026年8月30日
- [8] Coherent/美國證券交易委員會 Coherent FY2026 Q3 Form 10-Q
第一方 · 監管申報 · FY2026 Q3 · 查閲:2026年8月24日
研究限制
- 產業用語沒有跨公司完全一致邊界;部分公司把 optical engine、subassembly 或 module 用於不同整合程度,本文採功能定義並要求逐產品核對。
- 公司通常不按單一光晶片、光引擎或速率披露收入與毛利;文章不由產品清單反推市場份額。
需要重新檢查的事件
- OIF/IEEE 或主要公司改變 optical engine、CPO/LPO 接口和模組定義時,更新分類。
- 光引擎/晶片垂直整合或外包模式在財報形成可核對收入、毛利和客戶變化時,更新價值鏈。
- 224G linear interface、400G/lane DSP 或 LPO 互通規格形成正式標準及量產披露時,更新 DSP/LPO 分工。
本文僅供參考,不構成投資建議。