光互连市场主要应用场景快速发展，带动激光器芯片需求
思瀚产业研究院 源杰半導體    2026-04-08

光互连市场主要应用场景快速发展，带动激光器芯片需求

全球光互连市场规模在2024年达到179亿美元，并预计将于2030年达到1,514亿美元，年复合增长率为42.8%。按应用场景划分，光互连市场主要可分为数据中心光互连和电信光互连两大市场。数据中心光互连场景的增长是主要驱动，全球数据中心光互连市场规模在2024年约137亿美元，预计将于2030年达到1,444亿美元，年复合增长率为48.1%。

数据中心光互连市场 — AI驱动需求上升，产品迭代週期快，数据中心网络架构变化演变提升互连密度，需求量持续增加

AI驱动 — AI模型的训练及推理需求正呈指数级增长。而AI模型的训练和推理都依赖高密度互联的集群，驱动数据中心光互连市场发展。光互连除了服务于通用场景的数据互联之外，更重要的是通过多通道、高带宽、低延迟的数据传输，实现AI计算任务的互联互通，充分释放计算集群性能潜力。

产品迭代週期快 — 受流量及算力需求快速增长驱动，数据中心市场光互连产品迭代週期较快，以满足日益多元化且高性能需求的下游需求。数据中心市场光互连产品迭代週期近年来显著加快。例如，在光模块领域，400G与800G模块量产的时间间隔约为4年，而800G与1.6T模块量产的时间间隔已缩短至不到3年，凸显该行业技术进步的迅猛步伐。

网络架构变化 — 机器学习与人工智能的快速普及正从根本上改变数据中心架构，推动所有网络层对光互连的需求大幅增加。数据中心的网络拓扑结构由以三层分层架构为代表的传统带宽收敛式结构设计思路向以Fat-Tree为代表的高带宽、非阻塞结构演变，致力提升任意两个节点间的通信率和带宽利用率，实现任意节点间无带宽瓶颈。采用新的网络拓扑结构使得连接数量和整体互联密度也显著上升，光互连需求量随之成倍增长。

可扩展性需求演变 — 在典型的AI数据中心网络架构中，光互连除了被广泛应用于前端网络（其主要承担数据中心对外广域流量接入与传输功能、是连接互联网运营商网络╱城域网和跨地域数据中心的关键枢纽）等传统应用领域外，还贯穿于多个层级，包括scale-out、scale-across及scale-up。

. Scale-out：指数据中心内部交换机之间的高带宽连接，以实现两两节点之间的高速数据交换。大语言模型的出现使得算力需求激增。大语言模型训练往往需要海量算力同时处理数据，且模型参数量指数级增长，超过单台服务器内存负载，单台服务器的算力已无法独立支撑大语言模型的并行训练。随著分佈式训练技术成熟，多台AI服务器协同工作成为可能，对高带宽、低延迟的数据传输要求使得计算集群内部的光互连(Scale-out)成为目前AI数据中心的主流扩容方式。

. Scale-across：主要面向数据中心互连场景。当前，AI进入全球化产业应用阶段，出现两大核心需求：(i)全球多地域的AI研发团队联合训练超大模型；(ii)全球用户低时延访问AI推理服务对本地算力提出需求。伴随著跨地域光通信、异地数据同步、算力调度技术成熟，对实现多数据中心间的高带宽、远距互联及高稳定性的Scale-across光互连解决方案的需求持续增加。

. Scale-up：指单节点内的服务器之间或芯片之间的互连。对于单台服务器的性能提升，是最直接的算力提升方式。目前，单台服务器内部主流的互连方式是铜介质电互连。随著算力密度呈指数级提升，单节点╱单机柜内的芯片间、板卡间、服务器间的数据交互量需求大幅增加，尤其是单通道速率需求上升。

传统电互连已越来越难匹配需求，成为单节点算力传输瓶颈，单计算节点内部服务器间的短距光互连(Scale-up)预期将在未来成为重点发展方向，有望重塑单节点╱单机柜内数据互连格局，成为光互连拥有显著增量的新应用场景。

在这互连模式需求演变历程中，作为光互连不可或缺的基础元器件，激光器芯片将享受到不同扩容场景光互连市场发展机遇带来的确定性与可持续增长空间。

电信光互连市场 — 需求提升以及通信技术迭代推动光互连需求稳定增长

在电信领域，光互连保障核心网络、接入网及城域网的高速互联，支持通信基础设施和新兴服务的发展。在网络数据速率与带宽升级、边缘计算普及以及技术演进的驱动下，全球电信光互连市场保持稳定增长，规模预计由2024年的42亿美元增长至2030年的70亿美元，年复合增长率为8.8%。

电信市场光互连产品的迭代週期与电信市场迭代週期高度相关，整体週期较长，通常为约7–10年，但同时具有迭代需求量大、产品规格持续提升等特点，为激光器芯片企业带来稳定发展机遇。

光互连产品传输速率持续提升，对激光器芯片性能提出新要求并驱动需求结构性变化

受益于数据中心市场AI计算的需求驱动，光互连市场持续变革，推动光互连技术迭代升级，重点体现为传输数据速率的持续提升，以满足日益增长的更高数据传输效率需求。速率达400G及以上的高速率光互连产品目前佔主导地位。截至2025年，400G和800G光互连产品已实现全面商业化应用，销量合计佔比已达约50%；1.6T光互连产品已开始进入量产出货阶段；3.2T光互连产品的研发也在快速推进。预计未来五年内，1.6T光互连产品将成为主力规格产品，3.2T光互连产品也将逐步商业化，推动光互连传输速率进入新一轮升级週期。

随著光互连产品传输速率的迭代升级，对激光器芯片的性能要求及数量需求也越来越高，从而提高每单位光互连产品中激光器芯片的价值贡献。以EML解决方案为例，400G光模块通常采用“4通道x 100G”架构，每个光模块需要4颗100G EML激光器芯片。随著产品演进至1.6T世代，一般采用“8通道x 200G”配置，因此需要8颗200G EML激光器芯片。在硅光方案中，400G光模块通常仅需2颗50mW或70mW的CW激光器芯片，而1.6T产品则需要4颗70mW或100mW的CW激光器芯片。

光互连技术路线持续创新强化光链路重要性，构筑激光器芯片需求新范式

随著数据中心规模和算力互连需求不断提升，市场上对低功耗、高效率、高密度、易集成以及高性价比的光互连技术的需求持续增长，推动了硅光技术、相干光通信技术，以及新一代光互连集成技术，例如NPO及CPO等新一代光互连解决方案的发展。

硅光(SiPh)技术

传统技术路径光互连产品多采用III-V材料激光器芯片，这类材料在发光和高速信号调制上表现出色，但其供给较为受限，令大幅扩产变得困难重重，且随著速率提升，成本大幅增加。相比之下，硅光技术利用成熟的硅半导体工艺，将电子器件与光器件集成在单一硅片上，使光互连产品不仅体积更小、功耗更低，还能支持更高的传输速率。目前，硅光技术在数据中心光互连市场，尤其是在高速光互连产品中被广泛应用，2024年数据中心市场渗透率到29.4%。

未来随著硅光技术的持续迭代以及光互连产品向更高传输速率演变，至2030年，数据中心市场光互连产品中的硅光技术渗透率预计可达63.7%。

与依赖EML激光器芯片的传统技术路径产品不同，硅光光互连产品主要依赖CW激光器芯片提供稳定、高功率的连续波光源。

相干光通信技术

相干光通信技术通过精确测量光波的相位和幅度来提高传输容量和信噪比，使单根光纤能够承载更多数据。随著数据中心内部互联速率和网络规模的快速增长，相干光通信技术正在逐步由长距离的骨干网络应用扩展至长距离、跨机房或跨集群的高密度高速互连(Scale-across)场景。未来，相干光通信技术将在高性能、可扩展的网络架构中发挥重要的作用。

新型光互连解决方案

目前，光互连产品主要为光模块，其具有即插即拔与光模块级维护、生态成熟与兼容性强、部署灵活、风险可控以及长距适配能力等特点，但在功能、功效、带宽密度等方面亦存在发展瓶颈。随著光互连需求的持续攀升，对新型光互连集成技术的需求亦日益增加。

综合来看，新型光互连解决方案的核心是通过高度集成，缩短电信号传输距离，降低功耗并提升信号完整性，实现电气性能的提升。在这之中，光互连应用日益普及，对光传输效率的要求提高，带动对高性能激光器芯片的需求攀升。

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