光模塊設備行業深度：國產替代、市場前景、產業鏈及相關公司深度梳理

當前，AI訓練與推理集群規模持續擴大，光模塊速率由400G全面邁向800G並加速向1.6T升級，出貨結構向高端規格快速傾斜。高速率產品對貼片精度、耦合穩定性、測試帶寬與一致性要求顯著提升，推動設備向高精度、高自動化、高一致性方向升級。同時，架構由傳統可插拔向CPO演進，新增先進封裝與一體化測試需求，帶動單位產線設備投資額抬升。需求擴張疊加技術升級，設備端迎來量增+價升的雙重驅動。

據弗若斯特沙利文數據，全球光模塊封測設備市場規模從2020年5.9億元增至2024年51.8億元，年複合增長率達71.8%，其中800G光模塊設備市場規模從2022年0.1億元激增到2024年30.2億元，成為增長最快的細分領域。預計25年市場規模為60.5億元，到2029年光模塊設備總體市場規模將達到101.6億元。

沿着以上產業趨勢，我們對光模塊設備行業進行系統梳理分析。首先，我們將從光模塊設備行業概況、生產工藝流程及核心設備、行業趨勢下的設備演進幾個方面，對行業現狀進行基礎梳理；其次，將聚焦光模塊設備行業產業鏈情況、國產替代及相關公司發展；繼而，梳理行業市場前景和后續發展趨勢，希望對大家瞭解光模塊設備行業有所啓發。

一、光模塊設備行業概況

1、光模塊為光通信核心器件，向高速率快速迭代

光通信相對電通信具有高速率、低損耗、抗干擾的優勢，光模塊是光通信中的光電信號轉換設備。光通信可以實現800GB/s以上的傳輸速率遠高於電纜通信的40GB/s，並且可以實現百米至百公里的超遠距離傳輸以0.14-0.19dB/km的低衰減，這些優勢正推動光通信從傳統的長距離應用進入數據中心中由銅互連主導的領域。光模塊是一種將電信號與光信號互轉的器件，其主要作用是在發送端將電信號轉換成光信號，通過光纖傳送后，再在接收端將光信號轉換成電信號。通過光模塊，可以實現各類型設備間的無縫連接和協作。

光模塊通常主要由光發射組件、光接收組件、光接口、底座、電路板和電接口金手指等組成，通過上述核心組件實現光電信號轉換。具體而言，光接口是連接光纖的接口，用於發送接收光信號；光發射組件含激光器芯片，用於處理電信號，並驅動激光器根據電信號調製出光信號；光接收組件含光探測器芯片，將所接收到光信號，通過光探測器芯片轉化成電信號；金手指是光模塊與服務器之間的電信號通道；電路板是各模塊協同通信工作的載體。

光模塊核心需求為高帶寬、高可靠性、低功耗、低時延，逐步向1.6T、3.2T升級。訓練ChatGPT等大模型需超大規模計算集群，傳統光模塊帶寬難以滿足海量數據傳輸需求，並且光模塊速率提升有望降低交換機端口、光纖用量，光模塊目前主流為400G/800G逐步向1.6T、3.2T升級。

2、貼片、耦合、封裝、測試環節均需要專用光模塊設備

光模塊的製備是將光芯片、電芯片等核心組件通過貼裝、鍵合、耦合、封裝、測試老化等工藝形成功能性模塊的過程，有源耦合是核心難點，貼片、測試是高壁壘環節，核心設備包括耦合機，高精度貼片機，採樣示波器，誤碼分析儀，時鍾恢復單元等。

光模塊設備中耦合設備價值量佔比最高，達40%，測試設備包括儀表測試與可靠性與老化測試設備分別佔比15%、12%，貼片設備佔比20%，封裝設備佔比12%，鍵合設備佔比1%。

3、擴產疊加自動化提效，設備有望受益

需求提升，光模塊廠商加速擴產，主要光模塊廠商資本開支複合增速超20%。2025年，全球主要光模塊廠商中際旭創、新易盛、光迅科技、Lumentum、Coherent資本開支分別達到28/13/8/17/32億人民幣，2020-2025年複合增長率分別為24%/35%/28%/22%/26%。2024年后多數光模塊廠商進行產線擴建，並選擇東南亞國家如泰國、馬來西亞、越南等建設生產基地。

人員擴充+自動化升級助推光模塊廠商提效。從生產端數據看，中際旭創、新易盛生產人員數量明顯增長，2025年中際旭創/新易盛生產人員數量分別同比增長44%/71%，反映AI光模塊需求高景氣下頭部廠商持續擴產；同時，光模塊廠商人均創收持續提升，2025年中際旭創/新易盛/光迅科技生產人員人均創收分別達到473/336/435萬元，2020-2025人均創收五年複合增長率分別為21%/18%/16%，行業增長或並非單純依靠人員擴張，而是伴隨高端產品佔比提升、自動化率提高及產線效率優化。對於光模塊設備而言，新增產能建設與存量產線自動化升級有望共同驅動設備需求釋放。

部分產線設備投入佔比70%以上，高速率升級或提升設備投資強度。據上市光模塊廠商已披露擴產項目看，產線設備是項目資本開支的重要組成部分，設備相關投入佔總投資比例普遍較高，部分項目超過70%。其中，中際旭創銅陵項目設備投入4.8億元，佔總投資比例約82%；德科立高速率光模塊產品線擴產及升級項目設備投入4.5億元，佔比約73%。從單位產能設備投資看，中際旭創蘇州、銅陵項目產線每支年產能對應設備投入分別為446/437元，光迅科技、德科立項目每支年產能對應設備投入分別為367/412元，高速率光模塊產線具有較高設備投資強度。考慮到800G、1.6T產品在製造環節要求更高，后續高速率產品放量有望進一步提升核心設備環節的需求彈性。

二、光模塊生產工藝流程及設備

1、貼片

貼片（共晶/固晶）（Die attach or Die bonding）：貼片工藝主要是指在光模塊封測過程中，將光電器件如激光器驅動芯片、激光器芯片、探測器芯片等各類光電芯片精確地固定在載體上（如PCB、陶瓷基板等）。根據工藝不同，貼片工藝可分為共晶和固晶兩種方式。

傳統的貼片工藝是人工塗膠或使用點膠機通過空氣擠壓出的膠水將芯片固定在PCB板上，目前貼片環節已經實現自動化，但光芯片的貼片要求比電芯片的貼片要求精度更高，傳統貼片無法達到精準控制膠量大小、上膠速度和位置等嚴格要求，因此高精度貼片機就顯得尤為重要，而且隨着400G、800G等高速光模塊的快速發展，高精度貼片機的需求也愈加旺盛。

根據工藝不同，貼片工藝可分為共晶、固晶兩種方式。

競爭格局：根據弗若斯特沙利文數據，2024年蘇州獵奇智能光模塊貼片設備市場份額為21%（按設備數量口徑統計），排名全球第一，已成為行業龍頭企業。其次為日本4T、ASMPT、MRSI。國內廠商凱格精機、科瑞技術、FiconTec（羅博特科）、鐳神技術、微見智能等也有相關佈局。未來隨着國產化替代的推進，海外廠商市場份額將有望逐年降低。

2、引線鍵合

引線鍵合（Wire-Bonding）：是指芯片貼裝完成后，用金屬引線將芯片的壓焊位連接在印製電路板的焊盤上，形成可靠的電氣鍵合，俗稱打線。

引線鍵合按照鍵合能量可分為熱壓鍵合、超聲鍵合、以及二者結合的熱超聲鍵合；

按照鍵合線的材料分為金絲、鋁絲、銅絲。

光通信行業一般採用金絲熱超聲鍵合，因為光電芯片的表面普遍會鍍金，金的高頻性能好，而熱超聲鍵合的温度較低、速度快，可靠性更好。

在引線鍵合的過程中，根據劈刀和焊點形狀可分為球焊、楔焊。球焊使用毛細管劈刀，可形成球狀焊點，與焊盤接觸面積大，可靠性好，速度快，使用場景最廣；楔焊使用楔形劈刀，可形成方形焊點，與焊盤接觸面積小，可靠性較差，速度較慢，一般只用於高頻信號焊盤之間的引線鍵合。

3、光學耦合

光學耦合：光子與電子不同，電子可以沿着金屬導體穩定傳輸，光子在空間中會發生散射、折射、反射等作用，因此光信號要通過光纖來進行傳輸。光模塊實現光電和電光轉換，因此一端是電口，連接網線/交換機，另一端是光口，連接光纖。光纖導光的物理基礎是入射光在光纖內部發生全反射，光學耦合的目的就是將光高效、高質地耦合進入光纖。

激光器芯片產生的光源需要通過微透鏡對光束進行準直、聚焦后才能最大限度的進入到光纖中，目的是將光高效高質的從一端耦合進入到另一端，耦合的流程一般為：對準、透鏡耦合、膠水固定、驗證耦合效率。耦合是光模塊封裝工時最長、最易產生不良品的步驟，它直接影響光模塊的性能。

根據光纖的不同，可以把光模塊分為單模、多模，這兩種光模塊內部的光學耦合差別較大。

多模光纖（MMF）的纖芯直徑通常為50/125μm或62.5/125μm，普遍採用面發射激光器VCSEL，經反射鏡耦合進入多模光纖中，光路簡單、容差大、工藝相對簡單。

單模光纖（SMF）單模光纖纖芯直徑比多模光纖小，通常為9μm，耦合較為複雜，需要透鏡進行聚焦耦合。透鏡耦合大概分為上料、預耦合、點膠、膠水固化、下料5個步驟。

競爭格局：根據獵奇智能招股書、弗若斯特沙利文報告，2024年鐳神技術在光模塊耦合設備中市場份額佔27%，排名全球第一，獵奇智能以18%的市場份額排名第二，FiconTEC（羅博特科）排名第三。（以上市場份額按設備數量口徑統計）其他廠商包括興啟自動化、武漢達姆科技、耀野等。

4、自動化組裝

自動化組裝：自動化組裝環節包括點膠、AOI檢測、封裝、焊接等等。過去光模塊以多批次、小批量生產為特點，隨着AI需求爆發，自動化組裝設備也隨之需求增加。國內凱格、科瑞技術、智立方等有相關佈局。

封裝：完成光路耦合后，光模塊已形成雛形，下一步的外殼封裝將使之完整。封裝通常分為氣密性封裝、非氣密性封裝。

氣密性封裝的目的是爲了防止外部的水汽和其他有害氣體進入密封光器件內部，影響光芯片和相關零組件的性能。爲了實現封裝的可靠密封，封裝外殼上電通路所使用的電介質一般為非有機材料，如玻璃/陶瓷。氣密性封裝的方式主要有To-can、BOX（盒式）、蝶形封裝，主要應用在工作環境複雜，對可靠性要求高的電信市場或者DCI市場（數據中心長距離傳輸）。

非氣密性封裝主要是COB（板上芯片封裝）封裝技術，多用於數據中心光模塊。

焊接：光模塊中焊接工藝包括激光焊接、熱壓焊接、烙鐵焊接、熱風焊接、迴流焊接、波峰焊接、電子壓焊等。氣密密封焊接需要在填充惰性氣體環境中進行，通常採用的惰性氣體是純氮氣/氬氣。

單模類的光模塊一般使用激光調整焊接（laserwelding）將Receptacle和Box或TOcan焊接起來，這種焊接工藝自動化程度較高，除了上下料需要人工操作外其他步驟基本可以由激光調整焊設備完成。激光焊接是近幾年的新技術，目前的行業接受度不高，最大的特點是焊接時不接觸焊盤，對高密度pin軟板焊接有優勢，但也有難保證激光照射均勻性，效率低，成本高等缺點。

多模類光模塊集成度高，大量使用FPC軟板，焊接需使FPC軟板和PCBA板形成電氣互聯。目前行業內主要用熱壓焊（hotbar）來完成軟板焊接，有相應的熱壓焊設備，效率和良率都較高。

5、老化、測試

老化、測試：老化測試是光模塊生產的核心工序之一，貫穿光模塊生產的全過程，涉及芯片LIV與光譜測試、COC&OE老化測試、模塊老化測試等。老化過程主要通過模擬產品在實際使用過程中可能遇到的各種環境條件和工作狀態，如高温、低温等，加速產品的老化過程，從而在較短時間內評估產品的可靠性。測試過程主要對目標對象的性能指標進行測試，並根據測試結果對產品進行分類。老化與測試這兩種工序也可以結合在一起對產品指標進行評估。

光模塊內部的激光器由於結構和製程工藝複雜，需要進行老化，其他光電器件除APD外，不需要進行老化。在目前大部分光模塊廠家的生產工序中，一般有兩道針對激光器的burnin篩選測試。

第一道是激光器的管芯級，是在激光器完成必要的生產步驟，如外延生長、刻蝕、外觀檢查后，裝載到專用的老化夾具上進行，有比較成熟的商業化設備，國外廠家有ILX Lightwave、Chroma，國內廠家有蘇州聯訊（Stelight）、上海菲萊（Feedlight）。根據不同測試方案，可以區分為在線測試老化、分立測試老化。在線測試老化可以持續記錄BI過程中的激光器數據，但是測試成本高，一般用於設計階段的少量樣品驗證測試。分立測試老化是在老化開始和結束時分別記錄激光器數據，測試成本低，一般用於批量化生產。

第二道是光模塊級，是在激光器組裝到光模塊內后，通過測試夾具進行的，目前尚沒有商業化設備，多數光模塊廠商使用自研設備進行測試。在測試方案上，在線測試和分立測試都有，一般根據模塊的DDM進行激光器參數記錄，因此從成本上並無太大差異。

從生產和成本管控角度上看，第一道管芯級激光器burnin篩選測試應力大，目的是儘可能地篩選出早期失效產品，第二道模塊級burnin測試更多地只是對第一道測試的補充。光模塊傳輸速率已經歷從40G到800G的迭代，1.6T光模塊的商業化進程也不斷推進，光通信測試儀器向着高速率、大帶寬的方向發展，以適應高速測試需求。

競爭格局：海外廠商主要包括是德科技Keysight(KEYS.N)、美國泰克科技Tektronix、日本安立Anritsu(6754.T)、EXFO（EXFO.O,已退市）、HighFinesse，國內廠商包括聯訊儀器、普賽斯、華盛昌（擬收購伽藍特）、普源精電等。

三、行業趨勢下的設備演進

1、光模塊向光電共封（CPO）、更高速率演進

（1）光模塊速率從400G向800G、1.6T演進