全球AI光模块市场的市场规模及成本结构分析
思瀚产业研究院    2025-11-01

AI光模块市场概览

AI光模块指为满足AI计算集群超高带宽与低延迟需求而使用的光模块。该等产品通常部署于AI数据中心，以解决海量数据交换的瓶颈问题。传输速率方面，由于AI计算集群对数据吞吐和传输能力的高要求，AI光模块主要以100G以上光模块为主，包括100G、200G、400G、800G、1.6T及3.2T等类型。此外，按技术路线划分，AI光模块总体上可分为在超高速场景中具有成本及功耗显著优势的硅光光模块以及非硅光光模块。

光模块产业链涵盖三大核心环节：上游材料与元件供应、中游集成与制造及下游销售与应用。上游以材料与元件供应为核心，包括光学芯片（包括硅光芯片）、电路芯片、PCB及结构件等关键元件。中游从事光模块的集成与制造，通过光电元件整合实现高效数据传输功能。下游客户主要为云服务提供商，购买AI光模块应用于AI数据中心。

数字经济、云计算的发展持续推动光模块需求增长。同时，云服务巨头等下游客户通过JDM模式深度参与产品定义、设计与测试流程，与中游厂商共同研发定制化的光模组解决方案，以实现最优性能、最低功耗与成本控制。该模式不仅倒逼中游制造工艺的升级，也强化了其对上游芯片技术创新的牵引作用。

全球AI光模块市场的市场规模

在大语言模型的训练、推理及商业化应用快速发展的驱动下，全球云服务提供商及大型互联网公司已大规模投入建设AI数据中心。作为实现数据中心内部高速互连的关键“数据动脉”，AI光模块需求相应激增。全球AI光模块市场规模由2020年的人民币39亿元增长至2024年的人民币428亿元，複合年增长率为82.2%。

展望未来，受下一代高速率产品（如1.6T及3.2T）的持续迭代及新型低功耗架构的逐步商业渗透所驱动，全球AI光模块市场预计将进一步扩张。预计至2029年，全球AI光模块市场将达到人民币1,592亿元，2024年至2029年的複合年增长率为30.1%。

北美目前是全球最大的光模块区域市场，2024年佔据全球42%的市场份额。该地区的领先地位主要得益于亚马逊及穀歌等科技巨头对超大规模数据中心的持续投入，以及生成式AI热潮引发的指数级带宽需求增长。这些因素共同推动了对更高速率光模块的长期强劲需求，巩固了北美市场的领先地位。

中国是全球增长最快的光模块市场，2020年至2024年的複合增长率达89.4%，预计2024年至2029年也将保持36.4%的高速年複合增长率，持续保持全球最高增速。这一增长动能来源于国家“东数西算”工程、及中国大型云服务厂商对AI基础设施的持续加大投入等本土化举措，这些举措正持续推动大规模数据中心建设，尤其是AI数据中心，进而激发对于AI光模块的持续需求。

从技术路线来看，硅光是一种基于硅半导体材料的技术系统，利用CMOS相容工艺（与传统晶片制造对接）将光信号的产生、传输、调制及检测等功能集成到单一硅芯片上。其核心价值在于克服传统分离式光电器件（如高成本、低集成度及高功耗）的局限性，通过利用硅的成本效益及成熟的半导体制造工艺。这使得光电组件得以小型化及大规模生产，同时实现高速及低功耗，使硅光成为连接“光通信”与“半导体”技术的关键桥樑。

在AI算力增长引发对高速高带宽需求激增、以及硅光技术不断成熟和完善的双重驱动下，利用硅光技术的AI光模块市场近年来实现井喷式发展，由2020年的人民币9亿元增长至2024年的约人民币157亿元，複合年增长率达到约102.0%。展望未来，利用硅光技术的AI光模块市场将进一步扩容，预计在2029年销售收入将达到人民币972亿元，2024年至2029年的複合年增长率为44.0%。

当前，面对硅光技术、专利与生态系统的高壁垒，单纯採购硅光芯片进行模组封装的传统模式，已逐渐使国内制造商陷入同质化竞争与利润率压缩的困境。从未来市场趋势的角度看，行业竞争将不再局限于封装及整合层级，而是向上游延伸至芯片技术与垂直整合能力。这种转变主要受两大因素驱动：一方面，自研芯片能从源头实现设计优化，减少外部採购与中间环节，从而更精准地控制材料成本；另一方面，芯片模块协同设计可实现功耗、热管理与信号完整性的优化，同时大幅缩短产品开发週期，快速响应客户定制化需求。因此，透过自研芯片实现产业链垂直整合，将使国内头部制造商具备争夺全球高端市场定价权与话语权的竞争力。

中国AI光模块的市场规模

受益于AI及算力需求飙升带来的高速互连刚性需求，以及国家“东数西算”工程推动全国大数据中心一体化佈局，中国AI光模块市场规模已由2020年的人民币6亿元增长至2024年的人民币69亿元，複合年增长率为86.8%。在预测期内，该市场预计将进一步增长至2029年的人民币404亿元，2024年至2029年的複合年增长率为42.3%。

在技术方面，与全球趋势相似，在AI计算需求爆发性增长、数据中心升级加速以及国内硅光技术取得重大进展的驱动下，中国AI硅光光模块市场经历了快速增长，由2020年的人民币1亿元上升至2024年的人民币22亿元。

展望未来，随著1.6T光模块等下一代产品的商业化、以及国内对半导体和光子产业持续的政策支持，该市场预计将持续爆发性增长至2029年的人民币230亿元，2024年至2029年的複合年增长率为59.7%。

全球及中国AI光模块市场发展趋势

对高速光模块的需求日益增长。云计算及AI应用的快速扩张正驱动全球数据中心基础设施的空前增长，加剧了对更高带宽及更低延迟通信解决方案的需求。高速光模块，例如400G、800G、及新兴的1.6T变体，已成为数据中心内部连接及设施间链路的关键推动因素。这些组件不仅支持AI培训及大规模模拟等计算密集型工作负载，也确保了数据在云、边缘及终端层之间的无缝传输。此外，技术生命週期明显加速：行业在短短几年内从100G过渡到800G，而1.6T收发器即将广泛商业部署。这种紧凑的开发週期正迫使领先供应商持续创新，以跟上市场预期及不断演变的架构需求。

向高集成度与低功耗解决方案的演进。随著数据速率超越800G向1.6T及更高发展，传统可插拔模组在功耗与前面板密度方面面临日益严峻的挑战。此物理侷限性正驱动行业向更高集成度的解决方案转型。共封装光学(CPO)与近封装光学(NPO)代表了一种根本性的架构变革，透过将光学引擎移至交换器ASIC附近或直接整合于其上。这种整合能藉由最小化电路迹线损耗大幅降低功耗，并实现埠密度的革命性提升，从而解决下一代AI集群与超大规模数据中心的关键瓶颈。

硅光技术持续渗透。硅光技术凭藉成熟CMOS制程的独特优势，在集成度、功耗及成本效益方面展现显著潜力，已成为满足高速、高密度数据中心需求的关键技术路径。随著800G/1.6T光模块产能逐步释放，硅光解决方案正日益广泛应用于AI集群与超大规模数据中心，成为推动技术反覆运算与重塑竞争格局的重要力量。

垂直整合能力的强化。为增强供应链韧性及技术自主性，中国领先的光模块制造商正积极加强垂直整合。通过向上游扩展至核心光组件，并向下游延伸至光网络终端设备，这些公司正在建立涵盖整个产业链的综合能力。这种整合方法不仅提高了设计相容性并加速产品上市时间，还能更灵活地响应客户的定制化需求。因此，拥有全链专业知识的公司更能推动产品创新，并在快速变化的市场中保持长期竞争力。

AI光模块成本结构分析

AI光模块的原材料成本结构主要包括光器件、集成电路芯片、印刷电路板(PCB)及其他（外壳及其他组件），其中，光器件是最主要的成本构成部分，佔光模块总成本的74%，集成电路芯片也佔相对较大的成本比例，约为19%。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。