光模块拆到芯片内部:国产替代卡在哪一层

最近几条公开信号放在一起看,这个问题更具体了:东山精密公告拟以不超过 59.35 亿元收购索尔思,Broadcom 推出 3nm、400G/lane optical DSP,Marvell 也推出 1.6T LPO TIA/laser driver 芯片组。钱、工艺、路线都在往更底层的芯片能力集中。

1.6T 光模块的难点,不止是把十几颗器件装进一个可插拔小盒子里。它要把电信号变成光,再把光还原成电;每一层都牵着芯片、材料、封装、良率和客户验证。

国产替代的关键问题,已经从“有没有国产”下沉到“国产到了哪一层”。

第一层是模块,第三层才是芯片能力

一个 1.6T 光模块可以先拆成三层。

最外面是模块层:外壳、PCB、散热、组装、测试、客户交付。这一层中国厂已经很强,也是全球 AI 数据中心供应链里最能打的一层。

再往里是器件层:DSP、driver、TIA、EML、PD、光纤接口。它们决定信号怎么走,也决定成本、功耗和供货节奏。

再往下才是芯片内部能力层:SerDes、PAM4 均衡、CDR、FEC、高速模拟、InP 外延、光耦合、良率一致性。难追的环节,往往藏在这一层。

所以判断一家公司在光模块链条里的位置,不能只问它有没有模块份额。还要问:它掌握的是模块交付、器件封装,还是芯片内部那几项不可替代的能力。

DSP 贵在把脏信号救回来

DSP 常被说成“数字信号处理器”,这个名字反而低估了它。

在 800G/1.6T 链路里,信号不是干干净净地从交换芯片跑到光纤。它会衰减、串扰、抖动、失真,还要在 PAM4 这种一档信号带四个电平的模式下维持误码率。DSP 做的事,是把已经变脏的高速信号重新救回来。

它内部不只是算力单元,还包括 SerDes 高速收发、PAM4 均衡、CDR 时钟恢复、FEC 纠错、模拟前端和低功耗工艺实现。Marvell、Broadcom 继续推 1.6T 光 DSP,也说明这颗芯片短期不会简单消失。

DSP 的壁垒不只在制程节点,还在算法、IP、模拟电路和客户调参。到了量产时,能跑通一条链路是一回事,能在不同客户、不同板卡、不同温度和不同光器件组合里稳定跑,是另一回事。

EML 难在工艺和良率

如果说 DSP 是把电信号救回来,EML 就是把电信号刻到光上。

EML 可以拆成 DFB 激光器和 EAM 电吸收调制器,通常基于 InP 这类 III-V 化合物半导体。它和硅基逻辑工艺不是一条路:外延、刻蚀、耦合、封装、温控和一致性,任何一项不稳,都会变成良率和交付问题。

索尔思、源杰这些国产玩家的意义就在这里。按公开口径,索尔思 200G EML 已进入量产阶段,源杰也在 100G/200G EML 上推进。这说明国产光芯片已经不是从零开始。

但芯片生意的门槛不止“能做出来”。下一步要看的是月出货规模、良率稳定性、头部客户认证、是否进入主力 BOM,以及能不能在供不应求时仍有议价能力。

TIA 和 driver 也在高速模拟里

光模块里还有两颗容易被忽略的芯片:TIA 和 driver。

driver 在发送端,负责把 DSP 出来的高速电信号推到调制器或激光器上。它要处理大电流、高带宽、线性度和抖动控制。

TIA 在接收端,负责把 PD 产生的微弱光电流放大成可用电压。它要低噪声、高带宽,还要在极小信号里保住眼图。

这类高速模拟/混合信号芯片不像 DSP、EML 那样最显眼,但它们决定链路能不能跑稳。国产替代如果只盯着最贵的 DSP 和最卡的 EML,会漏掉这一层。

国产替代要分层看

光模块国产替代不能再用一个总句子概括。

模块制造、封装、交付这一层,中国厂已经很强。它们的价值在规模、良率、客户认证和持续交付,远不只是把零件装进外壳。

光芯片这一层,索尔思、源杰等已经进入 200G EML 相关进程,这是重要变化。它说明国产路线正在从模块外壳往核心光器件推进。

电芯片这一层,DSP、TIA、driver 还要继续追。框图只是一张入口图,难点是 SerDes、PAM4、低噪声、高线性度、低功耗和客户调参。

最上面的定价权,则要等规模、良率、主力 BOM 和不可替代性一起兑现。

换句话说,中国光模块已经不弱。接下来的胜负,在于哪些环节能从“能做”走到“稳定量产”,再走到“客户主力方案离不开”。

下一代会按场景分流

再往后看,光模块也不会只有一条路线。

传统 DSP 模块通用、稳妥,代价是功耗高。LPO 把模块里的 DSP 弱化甚至拿掉,换来低功耗和低延迟,但把压力转移给主机 SerDes、板级信号完整性和系统协同。

这里容易被误读:LPO 没有让信号处理消失,只是把处理位置从模块挪到了交换芯片那侧。传统模块把 DSP 放在模块里,模块自己重定时、均衡、补偿链路;LPO 更依赖交换芯片里的 SerDes/FEC,模块里的 TIA 和 driver 要尽量线性,主板走线、连接器、温度和串扰也要一起管住。它省掉的是模块 DSP 的功耗,增加的是整机协同难度。

硅光 PIC + CW 光源把更多光学功能集成到硅光芯片上,适合降成本和提高集成度。CPO 则更激进,把光搬到交换芯片附近,减少电信号长距离传输。LPO 还是可插拔模块逻辑,CPO 已经进入交换芯片、光引擎、封装和散热一起设计的系统路线。

这些路线会长期分场景并存。AI 数据中心会按距离、功耗、成本、可靠性和客户架构分流。也正因为路线会分流,国产替代不能只押一个词,而要看每条路线里最难的那颗芯片、那段工艺、那道认证。

先有份额,最后才有定价权

拆到模块层,看到的是中国厂的规模和交付能力。

拆到器件层,看到的是 DSP、EML、TIA、driver、硅光 PIC 各自卡住的环节。

拆到芯片内部,才会看到最难的几项:SerDes、PAM4、FEC、高速模拟、InP 工艺、良率一致性和客户验证。

光模块是一条被压缩进手掌大小模块里的高速通信系统。

国产替代也要一层一层往里打:先有模块份额,再有核心器件,再有芯片内部能力,最后才有定价权。(本文章转载于口袋AI系统笔记）