光模块专用MCU出货近亿！兆易创新如何用8年布局“AI-光模块”战略

在刚刚结束的CIOE 2026上，光互连毫无疑问是最受瞩目的环节。AI 基础设施的投资规模不断加码，将光互连产业推向了新的量级。光模块作为算力网络连接节点的核心，从800G规模商用到1.6T加速落地，再到3.2T的技术展示，今年产品速率迭代与技术演进的节奏在明显加快。

兆易创新作为本土MCU领域龙头，在CIOE 2026上带来了其MCU、Flash、模拟三大产品线的光模块解决方案。而在现场的交流中，兆易创新MCU事业部市场经理Jeff Cui也向电子发烧友网表达了当前AI算力需求的火爆：“如果把光模块看作 AI、大模型以及数据中心市场的一个指征，我觉得这个行业的增长目前看不到上限。”

八年布局，从百万颗到近亿颗出货

从价值量来看，MCU在光模块BOM成本中占比仅1%左右，远不如DSP与光器件。但光模块速率的迭代速度在不断加快，目前大约一年到一年半，速率就要翻一倍。与光模块速率增长同步带来的，是功耗与热管理压力同步上行。

MCU在光模块中的作用，是多路电流、电压、光功率的检测上报（DDM），以及激光器的bias偏置提供与温度管理。作为系统安全的最后防线，MCU一旦失效，整只光模块可能过载烧毁。

在这种场景下，通用MCU已经无法满足光模块的需求。光模块速率提高，所搭配的核心DSP不同，MCU要适配不同DSP。比如对片上Flash容量、SRAM容量的需求提升等，都对光模块MCU提出持续的挑战。

前面提到的热管理，也是对光模块MCU的另一重挑战。在MCU中，热源主要是来自模拟IP，比如DAC这类电路需要对外提供大驱动电流，因此如何选择集成模拟IP，需要根据光模块需求，在尺寸、成本和热源上找到一个平衡。

Jeff表示：“光模块行业，不管是速率的提升还是形态的演进，对 MCU 的规格需求始终是不一样的，而且始终是很极致的，因此没法用通用MCU来满足需求。”这也是兆易切入光模块专用MCU的核心逻辑。

实际上，兆易切入光模块MCU赛道比很多人想象的更早。据了解，早在2018 年兆易创新已前瞻布局光模块 MCU 研发，产品上市当年即达成百万级出货；2022 年，其光模块专用 MCU 出货量迈入千万级，覆盖海内外主流光模块及设备客户；在CIOE 2026期间，兆易创新宣布其光模块专用MCU累计出货量已近亿颗，稳居光模块MCU核心供应商之列。

而产品代际也在紧跟光模块行业的迭代，第一代产品2018 年研发、2020 年量产，二代 2024 年推出，2026 年连年有新品推出。目前GD32 MCU已适配基站与传输、数通及接入网等场景，并锚定高速MCU、Flash、模拟三大产品线协同热插拔、硅光及 CPO 三大技术方向。

MCU、Flash、模拟三大产品线协同

在本次展会上，兆易创新带来了其MCU、Flash、模拟三大产品线的光模块解决方案。在光模块MCU上，重点展出的是高低速两条产品线。

在高速侧，GD32E511/512搭载Arm Cortex-M33高性能内核，主频120MHz，全新引入I3C高性能通信接口（支持全速率12.5MHz），支持3×3mm超小封装与大容量双 Bank Flash，适用于400G~1.6T高速场景；片上集成 3×I²C、1×MDIO、2×ADC、4×DAC、2×COMP、2×OPA 等行业专属外设，可一站式完成高速光模块监控与管理。

随着800G/1.6T光模块的逐渐普及，今年以来北美云厂商已经开始从I²C切换到I3C。从速率上看，I²C 的速率上限大部分是400K到1M，但是I3C最高能达到12.5M。Jeff认为，云厂商的换代的压力主要来自三层。

第一层是数据量：CMIS 从 5.0 升到 5.4，监控参数从十几个涨到两百多个，而 I²C 是轮询模式，一次指令轮询就要十几毫秒，已经造成比较大的数据拥塞。

第二层是故障响应：激光一旦过功率，从故障触发、轮询到关断完全来不及。

第三层在物理层：I²C 是开漏（open-drain）模式，依赖上拉电阻，速率上不去还持续耗电发热；I3C 是推挽（push-pull），先天就在速率和板级功耗上占优。

“我们在两年半之前定义产品的时候就已经把它加进去了；同时考虑到行业仍处在切换期，该产品同时保留2路I²C与1路I3C，给客户提供灵活选择。”

具体应用中，采用GD32E511的800G QSFP-DD光模块传输距离达2km~40km，支持FlexO多模式封装，符合CMIS Rev4.0及QSFP-DD MSA标准；50G PON ONU光模块支持上行50G/下行25G速率。

在低速侧，GD32E251/252搭载Arm Cortex-M23内核，集成多路DAC、高精度温度传感器等，面向接入网、前传等场景，并在小型化封装、宽温与抗干扰上做优化；采用GD32E252的 XGS-PON & GPON Combo光模块功耗小于3.5W。

同时这次展出了配套的Flash、模拟产品线，包括GD25WD/WQ系列SPI NOR Flash，覆盖 4Mb~16Mb 容量，支持 -40℃~+105℃工业级宽温与USON8 3×2mm超小封装。

模拟侧则展出GD30DM1113/GD30DM1116B DSP降压电源模块（3A/6A）与GD30LS4171负载开关（7A、±3% 电流监测精度、200ns快速短路保护）。

“不同于单一芯片供应商，兆易三大产品线的协同让客户可以同时完成控制、存储、电源管理的选型与适配，缩短研发周期、降低供应链管理成本。”

光模块MCU，如何定义？

在光模块MCU的定义上，如何取舍、平衡是其中一大难点。Jeff介绍，行业内存在两种典型做法：一类以模拟 IP 见长，片上集成度高，产品专用但灵活性不足、迭代偏慢；另一类走纯数字路线、模拟全部外挂，灵活但片上资源偏紧，客户要额外承担面积与成本。

兆易则选择了一条紧贴光模块应用需求的道路：“在GD32E511/512上，我们集成了适度的模拟资源，同时保证了灵活性。”他举例，像800G DR8光模块有八通道，每一路APD的驱动都需要一路DAC，片上集成能帮客户省掉外挂器件的成本与尺寸。

另外值得一提的亮点是，为了控制光模块的功耗，DSP、Flash等电压可能从传统的3.3V转到1.2V，为了兼容两个电压，中间要加电平转换芯片，会增加面积和成本，但GD32E511/512的GPIO支持3.3V/1.8V/1.2V灵活配置，降低了应用成本。

对于高速光模块，随着速率上升要求更多片上资源，以及光器件、DSP等持续压缩光模块空间，MCU的小封装需要靠规格取舍与版图设计能力去平衡。兆易依靠在版图设计上的先进技术能力，提供3×3mm封装尺寸，也是兆易在光模块MCU上的优势之一。

“AI-光模块”——公司级战略方向之一

在兆易创新的版图里，存储、MCU、模拟等多条产品线都与AI基建强相关，“AI-光模块”已成为公司的重要的战略方向之一。对于兆易的光模块MCU业务，通过2018年至今八年的布局，累计近亿颗的出货，实质上也已经构建起属于自己的护城河。

作为光模块系统管理和监控的最后一道防火墙，光模块MCU的测试验证严苛程度要远高于其他行业。Jeff认为，兆易创新在光模块MCU领域的真正推力，来自高端光模块需求超预期增长，以及产能紧张下的国产供应链建设。

在供应链层面上，兆易采取了新老代次硬件兼容的策略，在不同地区选择不同晶圆厂做多源备份；同时把光模块提到公司级战略方向，多个BU都对光模块有对应的投入。

在可靠性上，光模块MCU均满足工规105℃要求；而未来服务器电源场景随着硅MOS转向GaN、开关频率提高带来局部温升，可能还需 125℃的需求，而兆易都已经做好了准备。

当然，目前光模块领域也存在多种技术路线同步发展的情况，包括在本次CIOE上，NPO的落地进展明显加速，多家厂商都推出了NPO方案。

Jeff也坦言，单看可插拔光模块这一形态，未来可能因NPO/CPO、OCS 出现峰值，但如果把光模块的出货量与速率迭代看作AI算力投入力度的“温度计”，行业增长目前仍看不到上限。与此同时，在 NPO 和 CPO 方案中，系统监控与检测仍然是焦点，MCU片上模拟IP的数量会更重要，通信协议与信息安全要求同步增强。

他估算，2027年1.6T光模块规模将达7600 万只；即便CPO/NPO的落地，部分场景替代可插拔光模块，但总带宽膨胀带来的增量仍更大。而速率迭代的瓶颈并不在MCU，更多会出现在DSP和光器件上。

写在最后

从光模块到NPO再到OCS，本质上是AI算力产生了互连带宽需求的飙升，而在技术路线上的不断外扩。兆易创新对市场需求增长的回应是，将“AI-光模块”业务提升至公司战略层级，存储、MCU、模拟等多条业务线，也将在不同的技术阶段，以不同的方式呈现自己的价值。