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海豚君在梳理光连接行业时指出,无论光模块位置如何变动,含金量高(价值量高且具有壁垒)的光引擎地位始终稳固。

本次海豚君从该赛道的资深企业——Lumentum(LITE.O)入手分析。其股价在一年内飙升近10倍,市值突破700亿美元,并吸引英伟达在2026年3月直接出资20亿美元入股。

将一根光连接链路拆解来看:数据中心内的数据传输离不开光电转换,电信号先被“转化”为光信号,经由光纤传输后,再被“转化”回电信号。

执行这一转化任务的部件是光模块,而光模块中最核心、工艺最复杂且成本最高的零件,是负责发光的激光器芯片——可视为整条光链路的“光源”。 Lumentum销售的就是这颗“光源”,并且是全球少数能从磷化铟晶圆起步自行制造的厂商。

然而,仅凭“销售光源芯片”不足以解释本轮价值重估。真正的关键变化在于AI超级周期重塑了光器件的定价逻辑:

传统光器件是典型的强周期业务:需求随云服务商资本开支和传统数据中心建设波动,供需大致平衡、竞争充分,价格逐年下降。而AI集群建设浪潮改变了这一格局——GPU大规模横向互联带来的高速光连接需求呈指数级增长,800G向1.6T的升级进一步提高了高端激光芯片的单机用量。

与之形成极端不匹配的是供给端——高端高速激光芯片(200G以上)的量产壁垒极高,全球仅有少数几家具备扩产能力,且扩产完全依赖自建晶圆厂,短期供给刚性,中长期产能爬坡周期漫长。

需求爆发式增长,但产能难以快速跟进,原本显著的周期波动被削弱,行业正式进入供给约束型的卖方市场——头部产能企业开始同时享受产品溢价、锁价长单和毛利率上行的三重红利。

这也是海豚君将Lumentum列为AI光互联赛道核心研究对象的原因。本文,海豚君重点梳理Lumentum的各业务板块,聚焦回答两个问题:

1、在一只800G/1.6T光模块中,激光器为何成为价值量和良率的双重瓶颈?

2、Lumentum的五条产品线(EML、CW、电信器件、光模块、OCS)各自在AI集群中扮演什么角色,竞争格局如何?(因篇幅限制,本文重点分析前两类产品线)

以下是详细分析

一、从单一光器件到一体化光子平台

“易中天”是中国投资者对中国三家光模块供应商(新易盛、中际旭创、天孚通信)的谐称。但光通信行业中真正的“老牌玩家”其实是Lumentum。其前身可追溯至1979年成立的Uniphase(商用激光器)和1981年成立的JDS Fitel(光纤器件),1999年合并为JDSU,是上一轮互联网泡沫时期光网络领域的明星企业。

2015年,JDSU一分为二:面向通信和数据中心的光器件业务独立上市,成为Lumentum;保留网络测试仪表和特种光学业务的主体更名为Viavi(VIAV)。

独立上市后,Lumentum的成长主线很大程度上依赖于并购整合:

a:2018年以约18亿美元收购Oclaro,获得了磷化铟激光器与光子集成电路的技术储备和产线,这也是公司当前AI高速光芯片叙事的核心技术基础;

b:2022年连续完成两笔收购:收购NeoPhotonics,补齐了窄线宽可调激光器ITLA(相干模块的核心光源)、高速相干光子集成PIC、相干光收发组件(TROSA)等相干光侧核心器件,同时收购IPG的电信传输业务,获得了面向运营商可插拔相干模块的相干DSP配套ASIC自研能力与相干模块整机产品。

这两笔收购组合,使Lumentum补齐了相干传输的全链条能力,能够面向跨数据中心互联(DCI)、城域及长距传输市场提供整套相干方案。

c:2023年11月斥资约7.5亿美元收购Cloud Light,一家为云大厂提供高速光模块的公司,标志着Lumentum跳出了单纯光芯片/光组件供应商的定位,可以直接对外交付完整光模块产品。

可以看到,一系列收购使Lumentum从单一光器件厂商,成长为同时覆盖AI算力短距互联、长距相干传输、高速光模块整机的一体化光子平台。

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二、产品与业务矩阵拆解

为更好理解Lumentum的产品线,需要先说明产品技术:一只传统的可插拔高速光模块(800G / 1.6T),核心硬件可按光电转换链路分为1)光器件和2)电芯片两类。

1)光器件:负责光电之间的相互转换

① 激光器芯片——产生连续、稳定光载波的“发光源”,相当于整条光链路的灯泡。

② 调制器——将数据电信号“写入”光载波,调制成光信号。

③ 光电探测器芯片——接收端器件,将光信号还原为微弱电流。

2)电芯片:负责信号处理与能量放大

④ DSP芯片——光模块的“数字大脑”,负责电域信号的修复与纠错,功耗相对较高。

⑤ Driver与TIA——模块的“模拟肌肉”。发射端Driver将DSP输出的信号放大到足以驱动调制器;接收端TIA将探测器转换出的微弱电流放大成可用的电压信号。

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这里需要特别强调,光器件与电芯片在制造模式和产能弹性上存在本质差异:

DSP这类电芯片属于硅基CMOS芯片,厂商多为Fabless模式,设计完成后交由台积电等晶圆厂流片。虽然先进制程存在产能配额约束,但一旦锁定配额,依托代工厂的成熟产线可以灵活调整投片规模,具备较好的产能弹性,芯片厂商无需自建晶圆产线。

而光器件的物理逻辑则完全不同:由于硅材料无法高效发光,超高速激光器必须依托磷化铟等化合物半导体作为载体,但化合物光芯片领域尚未形成类似台积电、高度标准化且成熟的第三方代工生态。

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来源:Plutosemi

因此,全球头部厂商多为垂直一体化的IDM模式——自建晶圆厂、自行完成外延生长、晶圆加工与镀膜等工艺。

扩产需要经历建设、调试与良率爬坡,周期通常需要2-3年,产能弹性显著弱于电芯片。 市场上有少量磷化铟化合物代工厂,可支持中小客户小批量流片,但难以支撑高端高速光芯片的大规模稳定出货。

理解光芯片与电芯片的差异后,再看Lumentum的定位:公司主力产品为光器件,产能高度依赖自建磷化铟晶圆产线,这意味着,即使AI算力拉动光模块需求快速增长,Lumentum短期内难以大幅提升出货量,扩产弹性天然偏弱。

基于上述背景,我们来看Lumentum的产品线。

按照财报的披露口径,Lumentum收入包含两大业务板块:

1)组件业务(Components):核心包含EML高速激光器芯片、CW连续光激光器芯片,以及传统电信侧的各类光器件。

2)系统业务(Systems):包含通过收购Cloud Light获得的高速光模块整机、OCS光路交换机。此外还有工业激光业务,属于非通信类收入,体量相对较小。

从下图可以看到,受益于光模块出货的快速提升,整个系统业务的占比持续环比增长。

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由于财报口径下,组件和系统两大板块同时包含AI相关与传统非AI业务,难以清晰拆解业务底层逻辑。

下文海豚君不沿用财报分类,而是按照Lumentum五大核心产品维度拆分分析——EML、CW、电信器件(以上三类归为组件业务),以及光模块、OCS光路交换机(以上两类归为系统业务)。 每条产品线我们按照技术卡位、竞争格局、成长空间来展开。

先来看Lumentum业务当前最核心的基本盘——高速激光器芯片。行业主流的高速激光器芯片,根据发光、调制功能的集成方式差异,分化出三条截然不同的技术路线:

a、EML(电吸收调制激光器)—— (集成派,边发射): 将发光、调制两大功能单片集成于单颗磷化铟芯片,可直接输出加载信号的高速光信号,目前是高速可插拔光模块架构下的核心主流方案。

b、CW(连续光激光器)—— (分离派,边发射): 只负责高功率、高稳定的连续发光,调制功能交给外部的硅光芯片,是硅光封装、CPO架构下的核心光源。

c、VCSEL(垂直腔面发射激光器)—— (低成本派,垂直发射): 通过垂直出光的特殊结构设计,实现低成本、阵列化量产,但传输距离短,目前主要应用于消费电子3D传感、车载短距激光雷达等场景。

这里需要注意的是,EML和CW均属于边发射激光器(EEL),需要完成晶圆解理、端面镀膜等一系列复杂工序,工艺门槛显著高于VCSEL。

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这三条路线直接决定了它们在工艺难度、单价、毛利率以及竞争格局上的巨大差异, 海豚君在下表中做了详细对比。

(由于VCSEL目前主要应用于消费电子与工业领域,占Lumentum收入已不足一成,且非AI通信核心驱动力,本文不做展开。重点分析EML与CW激光器。)

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1、EML激光器芯片:Scale-out层的基本盘

EML是目前800G/1.6T分立光源可插拔光模块的主流方案。一只1.6T光模块通常需要8颗200G EML。

从部署场景来看,EML主要用于AI集群机柜间的Scale-out互联,覆盖GPU机柜到Leaf交换机、Leaf到Spine交换机这类跨机架连接(几十米至500米)。

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下游客户为中际旭创、新易盛、Coherent等头部光模块厂商,最终供给北美云厂商,是Lumentum在光芯片业务的核心基本盘。

据产业链调研,从工艺上来说,由于EML需要将DFB发光区与EAM调制区单片集成于磷化铟衬底,所涉及的磷化铟晶圆二次外延生长工艺极其复杂,工艺壁垒高,良率难以控制。

目前全球能大规模、高良率、稳定向头部模块厂商供货200G EML的,只有Lumentum、三菱电机、住友电工、博通四家,合计占据八成以上的市场,其中Lumentum在产能规模上处于第一梯队。

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海豚君在下表梳理了EML主力厂商的情况:100G EML领域国产厂商已逐步追赶,源杰、长光华芯等企业实现稳定量产,国产化率接近35%,价格战已开始;而200G高端EML中国国产自给率仍不足5%,尚处于送样验证、小批量试产阶段。

此外,由于两家日系厂商(三菱和住友)在上一轮5G周期经历过行业泡沫带来的产能过剩冲击,本轮扩产策略整体偏保守,高端200G EML新增产能释放有限。高端200G EML的新增产能主要来自两家——Lumentum和博通。

正因为如此,Lumentum主动将出货结构重心向高价值的200G EML大幅倾斜,根据公司电话会的指引,2027年中公司200G EML的出货量将超过50%。

结合调研信息来看,目前Lumentum EML激光器芯片收入约6.4亿美元(占公司总营收的两成),处于量价双升的高景气阶段。

一方面,AI算力集群大规模扩容,驱动800G、1.6T高速可插拔光模块需求爆发,直接拉动EML芯片出货量持续创新高;另一方面,出货重心从100G EML向200G EML转移,单颗芯片单价接近翻倍,进一步放大了营收弹性。

盈利能力上,当前EML的综合毛利率在60%以上,是公司目前利润贡献最大、议价权最强的单一产品。

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2、CW/UHP激光器:Scale-up层的最大增量

与EML“发光+调制单片集成”不同,CW激光器走的是分工派路线:只专注于做“发光灯泡”,产生一束高功率、平稳且无数据的连续光,再交由外置的硅光芯片完成信号调制。

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一般来说,光源离调制信号用的硅光芯片越远、链路整体光损耗就越高,因此对CW激光器的输出功率要求也随之提高,单颗芯片的工艺壁垒(需要克服噪声、发热)和价值会显著提升。 按功率档位划分,CW激光器核心覆盖三大应用场景:

a、70-100mW——面向Scale-Out场景的硅光可插拔模块

根据光通信研究机构Yole数据,目前硅光路线在数据中心光模块的渗透率接近30%,且预计2030年出货量提升至60%以上。

对于Lumentum来说,这属于存量市场内部的技术路线置换( 800G硅光方案挤压100G-EML需求,1.6T挤压200G-EML需求**)。**

不过这里的问题在于价值量并不相同。以1.6T光模块为例,EML方案需要8颗200G EML(单价15-25美元),硅光方案只需4颗CW(单价3.5-4美元)。

切换硅光之后,单模块光源总价值量明显下降。因此,公司自己明确表示对这一档兴趣不大——虽然出货量增长,但单模块价值、盈利弹性弱于EML产品。

b、120-200mW,用于NPO(近封装光学)的集成式光引擎。(Scale up)

作为可插拔向CPO演进的过渡方案,NPO主要是通过将光模块放到PCB板上,来提高交换机和光模块之间的信号传输速度。

相较于硅光可插拔模块所用的70-100mW CW,该档位芯片在输出功率、噪声抑制、高温工作可靠性上标准更高,单芯片价值量与技术要求显著提升,属于纯增量赛道,不会替代EML的存量需求。

c、350-400mW(UHP-超高功率CW),用于CPO/NPO外置光源模块(Scale up)。

ELS(外置激光源)是CPO架构下主流的外置光源方案,服务于机柜级GPU高速直连的Scale-Up互联场景。

在CPO方案中,硅光光引擎与交换芯片通过先进封装放在同一个基板上。由于激光器是光链路中最容易老化失效的部件(且极度怕热),如果封装在一起,一颗激光器坏掉就需要整颗光引擎下线更换。

因此行业达成共识——采用ELS方案,将CW激光器做成机柜前面板可插拔的独立模块,通过保偏光纤将光送入机箱内部的硅光引擎。

从价值量上看,在机柜级Scale-up网络中,一台CPO交换机通常需要配置16–18个ELS模块,每个模块内部集成8颗UHP CW芯片,对应单台交换机就需要消耗128–144颗CW芯片。

目前单个ELS模块售价大致500–600美元,8颗CW激光器芯片约240美元,占四到五成。也就是说,单个ELS模块带给CW激光器厂商的收入,相当于15个传统硅光可插拔光模块的总和。

总的来说,相比前两档CW,UHP超高功率CW的技术壁垒最高,同样是AI算力扩张带来的纯增量市场,不侵蚀EML存量订单,是Lumentum中期成长弹性最大的赛道。

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竞争格局上,对于低功率档CW来说,由于磷化铟外延生长工艺和芯片结构设计已相对成熟,性能指标达到门槛并非难事,难度更多在于低成本和高良率交付,这已经是典型的红海市场。

目前,中国厂商(源杰、长光华芯、云岭光电等)与海外低成本IDM(如AAOI)同时扩产,且多家厂商均通过了主流模块厂测试,下游客户(如中际旭创、新易盛等)倾向于通过多源采购以压低采购价。

而对于高功率档(350-400mW UHP),目前全球能稳定量产的只有Lumentum和Coherent两家,它们走的是完全不同的技术路线:

Coherent:单芯片硬刚派(BH-DFB路线) :类似于打造一台单发大排量超级引擎,用一颗掩埋异质结(BH-DFB)激光器直接硬推出400mW高功率。

优势在于结构极其紧凑、芯片面积小、单片晶圆出芯数多;代价在于这种工艺下散热、线宽和长期可靠性全压在一颗芯片上,前期良率爬坡非常慢。

Lumentum:两段式分离派(DFB种子光 + SOA放大器) 类似于“成熟小发动机 + 涡轮增压器”。先用一颗成熟的低功率激光器(DFB)产生一束极度干净、低噪声的“种子光”,接着在同一芯片上串联一段半导体光放大器(SOA),将功率强行提升到400mW。

这种技术路径下,由于发光与放大各自都在高度成熟的工艺窗口内运行,可靠性较高,且同一套平台往下降档就能覆盖中功率档,研发效率极高;

但代价也很明显,由于集成SOA后芯片物理长度大幅延伸,单片晶圆的出片数出现断崖式下滑( 从普通CW芯片的单片4,000–5,000颗,暴跌至UHP级别的仅400–500颗,缩减近10倍**)。**

综合来看,两家公司的技术路线取舍有明显差异,Coherent押注的是良率爬坡之后,依靠更小的芯片面积实现极致晶圆成本,Lumentum的思路则是牺牲部分晶圆面积,换取器件更高的可靠性。

这也意味着在当前供给偏紧阶段,云厂商客户优先保障交付与稳定性,对成本敏感度相对偏低,因此Lumentum这套以面积换可靠性的工程方案更受头部云巨头青睐( 从调研数据看,外置光源模块当前市场份额大致为Lumentum约60%、Coherent约40%)。

但站在中长期的视角,一旦Coherent完成良率提升,其成本优势会逐步释放,将对Lumentum形成较强的竞争压力。

而对于中功率档,由于能做400mW的厂商顺手就能做150-200mW,因此相当于高功率玩家的“副产物放量区”。

**但另一方面,对于从低功向上跨越的中国厂商或二梯队