付費解鎖更多：光通訊供應鏈解析
- simpletechtrend
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前言（Introduction）
AI 伺服器的功耗與頻寬需求正把整個光通訊產業重新洗牌。讓一顆光模組可以在機架間傳輸高速訊號，需要跨越多個產業鏈的協作：從雷射、矽光子、DSP，到 submount、光學引擎，再到 OEM 模組封裝與系統導入。
這是一條深而窄的供應鏈，每一層都掌握著關鍵 know-how，也因為門檻高、資本需求大，使得整個光通訊供應鏈的主導權在 AI 時代變得前所未有重要。
下面我用最精準的方式，帶你拆解 光通訊供應鏈的全貌、上下游關係、技術壁壘、各家廠商的真正角色與競爭力。
內容聲明
本篇文章僅供產業研究與知識分享之用途，不提供任何形式的投資建議或買賣建議。內容僅代表作者個人觀點，不代表任職公司或任何企業立場。
若需引用本篇文章，請註明來源：Simple Tech Trend
重點摘要（Key Takeaways）— 這篇文章幫你一次釐清光通訊供應鏈全貌
AI 伺服器的高速互連需求，正重新定義整條光通訊供應鏈
光模組性能由四大核心元件決定：雷射 / PD / DSP / SiPh
Optical Engine（OE）是光模組的靈魂—良率、散熱、性能都卡在這裡
Form Factor 正在快速演化：QSFP-DD → OSFP → OSFP-XD
SiPh（矽光子）正在成為 1.6T / 3.2T 時代的主軸技術
供應鏈本質：上游決定性能、中游決定良率、下游決定市占
AI 時代加速所有瓶頸：「誰能最快整合並量產，誰就是贏家」
這篇文章把複雜的光通訊供應鏈拆成清晰的結構，讓你一次理解每一層的角色、技術門檻與真正的競爭力來源
關於 Simple Tech Trend
Simple Tech Trend 是一個專注於 光通訊、AI 基礎設施、矽光子、半導體供應鏈 的深度技術內容品牌，融合工程背景、產業經驗與實務觀察，提供市場上少見的 高密度技術知識 + 業界視角的供應鏈洞察。
我同時經營個人網站 Simple Tech and Trend，在這裡你可以看到：
光通訊 / AI 資料中心供應鏈深度解析
CPO / LPO / SiPh 架構與技術趨勢
與產業討論接軌的科普內容
研討會與財報的專業筆記
模組、Switch ASIC、SerDes、封裝等實務拆解
專屬社群的進階教學與付費內容
Simple Tech Trend 的使命很簡單：
用最清楚的方式，把最難的技術講到你真的能理解。
如果你覺得這類內容對你有幫助，歡迎追蹤我的平台，也期待你能加入付費文章支持這份專業、獨立、不中立的技術內容。
1. 光通訊供應鏈全圖：從元件 → 次模組 → 光模組
光模組（Optical Transceiver）的功能是把 電訊號轉成光訊號 → 傳輸 → 再轉回電訊號。
因此它的供應鏈可以粗略拆為三層：
上游（Device / IC / Chip）：
中游（Optical Engine / 次模組封裝）：
下游（Optical Transceiver / 系統模組）：
接下來我會從 上游 → 中游 → 下游 一層層拆開，然後再提供橫向視角：
Datacom vs Telecom、Form Factor、以及整個市場與玩家版圖。
1.1 上游：關鍵元件（Device / IC / Chip Level）
上游決定一個光模組的「性能極限」。核心元件包含：
雷射（Laser）
...
雷射（Laser）類型與供應鏈解析：高速光通訊的起點
...
1）VCSEL：SR / AOC 的主力（850 nm，多模）
...
2）DML：直接調制，成本最低但頻寬有限（1310 nm）
...
3）EML：高階模組主力（外加調製器，1310 nm）
...
4）DFB：連續波雷射（CW Laser），需要搭配調制器
...
1.2 為什麼 1310 nm 是 Data Center 主流？
Data center 內的典型傳輸距離（≤10 km）決定了波長的選擇：
850 nm → 僅適用短距離（SR/AOC），成本低但距離短
1310 nm → 色散低、成本可接受，是 ≤10 km 的最佳折衷
1550 nm → 多用於長距（40–80 km 以上），元件成本與系統複雜度較高
因此在 AI 時代的高速資料中心中：
1310 nm + InP 材料平台，已經成為光模組的主流光源技術組合。
1.3 雷射的技術壁壘：為什麼只有少數人能做？
雷射是整個供應鏈中最難跨越的技術環節，壁壘包含：
...
...
這些技術組合起來，使得雷射製造成為少數供應商主導的高護城河產業。
1.4 全球關鍵雷射供應商（代表性）
能在高速光通訊領域穩定供應 EML / DFB / DML / VCSEL 的廠商極少，包含：
...
...
這些公司具備：
...
...
在高速光模組供應鏈中，上游光源的議價能力強，
掌握供應穩定性與產線資源，就等於掌握 800G / 1.6T / 3.2T 的市場節奏。
光偵測器（PD / APD）
如果說雷射是光通訊的「聲帶」，那 光偵測器（Photodiode, PD） 就是整個光模組的「眼睛」。
它負責把光訊號可靠地轉換成電訊號，是接收端決定 SNR、靈敏度、BER 與整體接收性能的最關鍵元件。
光偵測器雖然不像 EML/DFB 那樣複雜，但本質上仍是高度專業的 III-V 製程，牽涉外延材料、腔體設計、微結構與封裝整合，因此供應鏈同樣集中在少數技術成熟的企業手中。
1）PD vs APD：結構差異與應用邊界
光偵測器主要有兩種形式：
✔ PD（PIN Photodiode）
最常見的基本光電二極體。
特性：
...
應用：
800G DR8 / DR8+
1.6T、3.2T 單模模組
大部分資料中心（≤10 km）收端
因為資料中心傳輸距離主要在 2–10 km 範圍內，PD 的效能已非常足夠。
✔ APD（Avalanche Photodiode）
具備內部增益的倍增式偵測器。
特性：
靈敏度高（比 PD 更能接收微弱光訊號）
內部 avalanche 放大機制
噪聲較高
成本高、封裝難、需要較高偏壓
在某些高速規格下頻寬不如 PD
應用：
...
在資料中心領域，APD 的使用已大幅下降，因為 Hyperscaler 多改採 PD + DSP 補償 的架構。
2）為什麼 PD/APD 也是 III-V 材料？
光偵測器需要對 1310 nm、1550 nm 波段高度敏感，因此材料平台需與雷射相同：
...
因此 PD/APD 的製程與外延設計仍是高度專業：
...
...
PD/APD 與 Driver/TIA 的配對極為關鍵，決定：
...
...
因此 PD/APD 並不是“簡單零件”，而是收端性能的核心。但要特別注意的是，未來若矽光子蓬勃發展，矽鍺材料的PD是可以將InP的PD給取代的。
3）中國 PD/APD 技術成熟度上升得非常快
過去 PD/APD 技術多掌握在美、日、歐廠商，但近五年中國的成長速度驚人：
...
這些公司透過：
...
...
使 PD 技術在成本與良率上快速進步，
在 800G DR8 等應用中已具備非常強的競爭力。
4）供應鏈主要光偵測器廠商（代表性）
能穩定供應高速光偵測器的公司十分稀少：
...
...
...
這些廠商具備：
...
...
掌握 PD/APD 的量產與成本控制，也就掌握了「高階光模組收端」的性能與價格空間。
DSP（Digital Signal Processor）：高速光模組的「大腦」
在 100G/lane、200G/lane 這種高速規格中，DSP 已經不是可選項，而是光模組能否正常運作的最核心 IC。
它負責：
...
...
也是整個光模組 BOM 中 最昂貴、研發門檻最高 的部分。
1）DSP 的主要功能
✔ PAM4 訊號生成與還原
高速模組使用 PAM4（4-level）方式提升資訊密度，但噪聲容忍度變得很低。
DSP 負責：
Pre-emphasis、Equalization
FEC
Eye diagram 重建
DSP 強不強，直接決定模組的 BER（Bit Error Rate）。
✔ SerDes 介面處理
交換器端多採用 112G / 224G SerDes，DSP 必須做到：
...
...
...
這部分技術門檻極高，也因此供應商非常少。
✔ 高速光模組的「定價核心」
在 800G / 1.6T / 3.2T 模組中：
...
...
...
因此 DSP 供應鏈集中在少數大廠手中，
等於掌握了 整個高速光模組的「票價」。
2）全球主要 DSP 供應商（代表性）
能供應高速 DSP 的僅有少數公司：
...
...
...
DSP 生態系是光通訊最封閉、最寡占的領域之一，沒有 DSP，就做不出高階 Datacom 光模組，自然擁有極高的議價能力。
✔ Driver & TIA：高速傳輸的「類比核心」
若 DSP 是光模組的大腦，Driver 與 TIA 就是高速訊號路徑的「心臟」。
這兩顆類比 IC 負責驅動雷射、放大光偵測器的微弱訊號；任何一個做不好，整個模組的 SNR、眼圖、BER 都會崩潰。
1）Driver（雷射 / 調製器驅動 IC）
...
...
2）TIA（Transimpedance Amplifier）
...
...
3）全球主要 Driver / TIA 供應商（代表性）
驅動 / 放大器 IC 是類比領域最高難度之一，目前集中於：
...
這些公司掌握高頻類比設計 IP，是模組能否達標 800G / 1.6T 的關鍵。
✔ 矽光子晶片（Silicon Photonics Die）：高速光模組的架構性技術革命
矽光子（SiPh）是近十年光通訊最大的結構性變革。
它把光學功能直接整合在 CMOS 晶片上，讓光學從「被動組裝」變成「可大規模量產的 IC 產品」。
1）矽光子的核心功能
...
這些功能原本需要鏡片、棱鏡、分光器等光學元件實現，
SiPh 則可以透過：
...
全部在晶片上完成。
2）SiPh 的優勢（為什麼是未來主流？）
...
...
因此 hyperscaler（NVIDIA、Google、Meta、Microsoft）幾乎都在押注 SiPh 為未來主流技術平台之一。
3）全球 SiPh 生態系（設計 / Foundry / In-House）
In-House 大廠：
...
...
Foundry（製程）：
...
...
Fabless（設計）：
...
...
SiPh 技術已經從「補充型技術」變成光通訊的結構性主軸，
未來 1.6T / 3.2T 幾乎都會依賴 SiPh + CW Laser 架構。
✔ 光纖跳線、光纖陣列（Fiber Array / FAU）：光模組封裝的「最後一哩」
FAU（Fiber Array Unit）負責把：
...
...
這些光源與模組內部光路 精準耦合到外部光纖。
在 800G / 1.6T 高速時代，FAU 的難度比想像中高得多。
1）FAU 的核心挑戰
✔ 微米級對準精度
...
任何 1 µm 的偏差都會造成：
...
...
✔ 材料與製程穩定性
FAU 多使用：
...
...
...
對溫度循環（thermal cycling）敏感，因此可靠度測試非常嚴格。
✔ 產能稼動率與良率
FAU 是整個模組封裝良率最容易「卡關」的部分之一：
...
...
...
因此能穩定量產 FAU 的廠商非常少，也造成供應鏈長期緊張。
2）全球主要 FAU / 光纖供應商（代表性）
...
...
...
FAU 雖然不像 EML / DSP 那樣“看起來很炫技術”，
但其 封裝精度 和 可靠度要求 極高，是光模組產線能否大規模擴產的關鍵瓶頸之一。
1.5 上游的共同特性小結
...
...
2. 中游：次模組封裝與 Optical Engine（OE）
2.1 Optical Engine（光學引擎）與次模組封裝——光通訊的精密製造核心
如果說上游的雷射、PD、DSP、SiPh 是光模組的「器官」，
那 中游的 Optical Engine（OE）就是把所有器官變成“可運作的身體” 的地方。
這一層供應鏈的難度與 know-how 集中度極高，因為它結合：
...
... ...
OE 封裝是整個光模組產業的命脈，決定良率、成本、性能與模組最終能否量產。
✔ Submount / Carrier / TOSA / ROSA：精密光封裝的根基
Submount（基板）是所有光電元件的載具，它決定：
...
...
常見材料包含：
...
...
...
不同材料會直接影響：
...
...
...
因此 Submount 決定一顆模組的「熱性能」與「光對準容忍度」。
主要供應商（具高精密製造能力）：
...
...
...
這些廠商的實力在於：
...
...
...
能穩定供應 Submount 的公司極少，需要材料、製程、光封裝經驗的交叉整合。
✔ PCB、光學微透鏡、玻璃蓋板、微結構：OE 的機械與光學載具
中游不只是基板，還包含構成 OE 光路的所有「光機電零件」，例如：
...
...
...
這些元件需要：
...
...
...
供應商多集中於：
...
...
...
這是 OE 產業的「隱形關鍵環節」，也是模組性能差異的來源之一。
✔ Optical Engine（OE）封裝技術：光模組最核心、最難複製的 know-how
OE 封裝是將：
...
...
...
...
全部整合在一個微小空間中，
讓它在 100–200G/lane 以上的速度下仍能穩定工作。
OE 封裝的主要技術組成：
✔ Chip-on-Substrate（COS）
...
...
...
✔ Wire Bond / Flip Chip
W... ... ...
✔ Optical Alignment（主動 / 被動對準）
OE 技術的核心難度之一在於：
...
...
...
...
✔ 黏著、固化、Underfill
OE 封裝常用：
...
... ...
這個步驟影響長時間的 reliability（可靠度）。
✔ Burn-in / Reliability Testing
OE 的可靠度需通過：
... ... ...
沒有這道，OE 無法進入 hyperscaler supply chain。
✔ OE 的供應鏈主力廠商與技術版圖
能真正把 OE 做好、做穩、做大量的公司非常少。
有自有 OE（垂直整合）的大廠：
...
...
...
這些廠商擁有完整光封裝 know-how，能掌控良率並提供高毛利 OE 組件。
台灣中游供應鏈（具高精度封裝能力）：
...
... ...
台灣具備：
...
...
目前仍以中階 / 中距產品線、以及國際大廠委託代工為主。
2.2 為什麼中游 OE 這麼關鍵？（三大原因）
1）OE 決定整顆光模組的「實戰性能」
...
...
...
這些都不是 DSP 或雷射單獨能決定的，而是 OE 的整體設計與封裝能力。
2）OE 良率直接決定 BOM 成本
...
3）OE 是 hyperscaler 審核最嚴格的地方
...。
3. 下游：光模組封裝（Transceiver Assembly）
3.1 ...
3.2 下游光模組的主要元件
1）主 PCB（含 DSP）
光模組的主板負責：
...
PCB 設計要同時達到：
...
這部分也是 hyperscaler 極度重視的可靠度測試環節之一。
2）散熱器（Heatsink）
高速光模組在 800G → 1.6T → 3.2T 之後，溫度成為最大 bottleneck。
散熱器負責：
...
常見方案：
...
在高階模組中，散熱器的設計複雜度與成本佔比都明顯增加。
3）外殼（Cage / Module Case）
外殼不只是保護殼，它還負責：
...
金屬外殼通常由：
...
製作後還需表面鍍層與處理。
4）光纖跳線（AOC / Loopback）（依產品類別）
部分模組包含 AOC 組件：
...
這部分也會直接影響模組的最終良率與 RMA。
3.3 下游封裝流程：從電子裝配到光路驗證
光模組封裝的流程大致包含：
1）Die Bond / Wire Bond
...
2）OE 與 PCB 的高速互連（COS-to-PCB）
...
3）模組組裝（Lid attach / Case fit）
...。
4）光學最終對準（Final Optical Alignment）
此階段確認：
......
5）測試與校正（Calibration & Testing）
高速模組的最終測試極為嚴格：
...
... ...
部分 hyperscaler 要求：
...
...
...
測試是光模組量產的最後一道護城河。
3.4 全球下游光模組的主要 players
下游廠商能否吃到 AI 大單，取決於：
... ...
...
大致可分為三群：
1）中國（最大出貨量：價格 + OE 自製能力）
...
...
2）台灣（OEM + 精密製造 + 中階產品線）
...
3）美國 / 歐洲 / 日本（高階技術 / Coherent / Telecom / 高 ASP Datacom）
...
...
3.5 為什麼下游供應鏈是 AI 時代最殘酷的一環？
1）量產速度決定能不能吃到 AI 大單
...
2）下游競爭是 Red Ocean
...
因此毛利率普遍最低，也是競爭最激烈的一層。
3）Hyperscaler 壓力巨大
Google / Meta / AWS / Microsoft 對模組的要求包含：
...
...
能通過所有測試的供應商非常稀少，
能「穩定量產 + 長期供貨」的就更少。
3.6 小結：下游是光通訊供應鏈的「戰場前線」
...
...
...
4. Datacom vs Telecom：應用 / 距離 / 規格一次看懂
前面我們從供應鏈角度拆解了光模組，
接下來換一個軸線：從「應用 & 距離」來看，這些光模組到底被用在哪裡？
產業通常把光通訊分成兩大世界：
Datacom：資料中心內、AI 伺服器之間的互連
Telecom：城域網路、長距幹線、營運商骨幹網路
下面這張表，用最直覺的方式把 距離 / 標準 / 波長 / 光纖 / 典型應用 串起來：
4.1 Datacom / Telecom 規格與應用對照（簡化版）
類別 | 標準範例 | 典型距離 | 波長 | 光纖 | 主要技術 | 典型應用 |
Datacom – 超短距 | SR / SR4 / SR8 | |||||
Datacom – 短中距 | DR / DR4 / DR8 | |||||
Datacom – 中長距 | FR / FR4 / LR | |||||
Telecom – 中距 | ER / ZR | |||||
Telecom – 長距 / 幹線 | ZR+ / DWDM |
Datacom 區段（SR / DR / FR / LR），也就是：
距...
...
...
Telecom 那一塊則是另一個供應鏈關係：
會牽涉 可調雷射（Tunable）、coherent DSP、DWDM、ZR/ZR+、更複雜的封裝與放大器，
供應鏈也會偏向：
... ...
...
5. Form Factor 與通道數演進：從 10G 走到 3.2T
光模組不是只有「幾 G / 幾 T」，Form Factor（外型規格）本身就是一種供應鏈的權力架構：
...
...
下面我們把它拆成四個階段。
5.1 第一階段：10G / 40G 時代 — SFP / QSFP 的起點
...
5.2 第二階段：400G 時代 — QSFP-DD / OSFP 登場
...
5.3 第三階段：1.6T / 3.2T — 通道數 × 速率全面翻倍
...
5.4 目前最常見的 800G Form Factors：QSFP-DD / OSFP / OSFP-XD
...
...
5.5 Form Factor 的本質是：誰能活在下一個帶寬時代？
...
...
6. 市場規模與玩家版圖：誰在這條供應鏈賺到錢？
...
6.1 市場規模：Datacom 已是主戰場
.........
6.2 模組廠市佔結構：中國陣營 vs 美歐日系 vs 台灣角色
從供應鏈視角來看，粗略可以分成三種商業模式：
① 垂直整合型（中國大模組廠）
...
...
...
② 技術＋利基型（美、歐、日高階廠商）
代表：... ...
......
③ 代工整合型（台灣＋部分 EMS / Jabil / Foxconn）
代表：... ... ...
7. 全供應鏈關係圖
最後，我用一張簡化版的「供應鏈關係圖」把整篇文章收斂在一起。
在上游，我會再細分為三種角色：
光電主動元件（Laser、PD/APD、SiPh 調製器）
→ 需要高精度封裝、精密對準，通常直接連結到中游的 Optical Engine（OE）
光學被動元件（Filter、Lens、Isolator、FAU）
→ 多為精密加工與光路構建，也與中游的光封裝深度整合
電子 IC（Driver、TIA、DSP）
→ 與光電元件的整合方式，決定其落點可能接近上游或中游（視模組架構而定）
雖然供應鏈常被描述為「上、中、下游」，但實際情況並非這麼僵硬──中游與下游的界線愈來愈模糊，很多廠商同時具備中下游能力，能做 OE 也能做完整模組，甚至包到驗證與出貨。
目前光模組成品大致有三種典型形式：
提供給光模塊品牌廠（Component / OE 供應商 → 品牌模組廠）
光模組品牌廠自有產線（IDM / Vertical Integration）
為 CSP（Cloud Service Provider）代工（ODM / JDM）
這三種模式反映了光通訊產業的演進方向：從垂直整合，到光學引擎模組化，再到 hyperscaler 直接掌控供應鏈。
8. 為什麼光通訊供應鏈這麼難？
8.1 跨三種學科：電子 × 光學 × 精密製造
一顆光模組要同時跨越：
電子 IC（DSP、SerDes、PMIC）
光電子（雷射 / PD / SiPh）
光學（Lens、WDM、FAU）
機構 / 熱（散熱器、外殼、材料）
封裝（Wire bond / Flip chip / COS）
任何一個環節做不好，模組就直接失敗。
8.2 良率不是線性，而是「乘法」
假設：
OE 良率 92%
模組組裝良率 95%
測試良率 95%
那麼：
Total Yield = 0.92 × 0.95 × 0.95 ≈ 83%
→ 量產愈大，良率愈是生死線。
→ 一點點良率差異，在百萬級出貨下就是天文數字。
8.3 AI 時代把所有瓶頸放大
速率：800G → 1.6T → 3.2T
SerDes：112G → 224G → 448G
功耗與溫升一路飆升
材料與封裝極限全面被拉到臨界點
CPO / LPO / SiPh OE 一體化壓力上升
供應鏈的每一層，都正在被重新定義。