今天我们来研究光模块设备。下文从：①  光模块-基础知识复盘；② 光模块工艺和设备-拆解；③ 市场空间；④ 产业链；⑤ 相关标的；等五个维度来解析。

光模块是光通信中实现光电转换和电光转换的核心器件。它通过电信号与光信号的相互转换，结合光纤传输介质，为通信设备提供稳定、高速和远距离的数据交互能力。

下图：光模块安装示意图

2、分类和构成

（1）大分类

光模块主要由光学器件和功能电路（外壳、插针、光纤接口、PCB与控制芯片）构成。

其中，光器件是光模块实现光电转换的核心组件，分为有源器件和无源器件。有源器件由发射和接受两个部分组成，常见的光发射组件（TOSA）、光接收组件（ROSA）、（单纤双向光器件）BOSA。

光学器件（包括光芯片和光学元件组件）约占光模块成本70%以上，辅料（外壳、插针、光纤接口、主控电路板PCBA与电路芯片等）占光模块总成本近30%。

（2）按传输速率：低、中、高速光模块

光模块的速率就是它每秒能传输的数据量，是最核心的性能指标。

① 低速：传输速率 1G/2.5G/10G，广泛用于传统以太网、接入网等领域；

② 中高速：传输速率为25G/40G/100G，主要应用于 5G 前传、数据中心内部互联等；

③ 超高速：传输速率可达 400G/800G/1.6T/3.2T及以上，可支撑AI智算中心、Agent、Token 、工厂骨干网扩容等应用；其中，3.2T及以上，处于研发测试阶段，预计2028年开始商用。

规律：光模块的速率过去十几年基本遵循"每2-3年翻一倍"的升级规律，和芯片算力的提升节奏高度匹配。

（3）构成：TOSA、ROSA、BOSA

1）光发射次模块：TOSA

TOSA，Transmitter Optical Sub Assembly，即光发射次模块。一般包含激光二极管、背光监测二极管、耦合部件、TEC以及热敏电阻等元件。

主要作用是将电信号转换为光信号，即实现电-光（E/O）转换。是光通信系统中光模块实现光电转换的核心组件之一。

2）光接收组件：ROSA

ROSA，Receiver Optical Subassembly，即光接收组件。主要的作用是将光信号转换为电信号（O/E转换），由探测器和适配器组成。

一般包含光电探测器、跨阻放大器、耦合部件等元件。一定速率的光信号输入模块后由光探测器转（PD/APD）换为电信号，经前置放大器（TIA)放到后输出相应速率的电信号。

3）光发射接收组件：BOSA

BOSA，全称Bi-Directional Optical Sub-Assembly,即光发射接收组件。主要的作用是将电信号和光信号相互转换。由发射激光器、接收探测器、适配器、滤波片、基座、隔离器和管芯套组成。

随着工艺水平技术的发展，可以将TOSA和ROSA通过同轴耦合过程集成光源的收发（LD和PIN/APD），再加上分离器，光纤和其他组件，即形成了BOSA。

3、三大技术：可插拔LPO、共封装CPO、光输入输出OIO

传统 DSP 光模块，就是光模块里面自带 DSP 芯片的常规可插拔光模块。其光模块、交换ASIC两者相互独立，通过铜缆或光纤与其他电子元件连接。

知识卡片：SFP 模块的功耗约 2W；100G 光模块一般在1.5W-3W；400G QSFP-DD DR4 光模块可控制在 12W 以内；800G 光模块功耗则处于12-16W。

根据剑桥科技招股书，功耗是高速光模块的关键问题，光模块中约50%的功耗来自于DSP功能。

目前形成了两类主流解决方案：（1）搭载线性光学驱动器的可插拔模块，即LPO；（2）将光学和电气元件共同封装的，即CPO。

（1）可插拔-LPO

 LPO，Linear Pluggable Optical，线性驱动可插拔模块，是一种光模块封装技术。通过线性直驱技术替换传统的DSP，实现系统降功耗、降延迟的优势。

它摒弃数字信号处理器（DSP），通过使用具有优异线性度和均衡能力的转阻放大器（TIA）和驱动芯片（DRIVER）来替代 DSP，消除信号恢复需求，降低处理开销和系统延迟。

LPO可以实现降功耗、压成本的作用，但代价在于拿掉 DSP后会导致系统误码率提升，通信距离缩短，因此LPO技术只适合用于短距离的应用场景，例如数据中心机柜-交换机的连接。

除了LPO路径之外，随着光模块向800G光模块演进，CPO的成本和技术优势将逐渐凸显。

（2）共封装-CPO

Co-Packaged Optics（with ASIC）即光电共封装，是一种封装技术，将光引擎（含调制器、探测器等）与计算芯片  /交换芯片（如GPU、ASIC）直接封装在同一基板或插槽上，缩短信号传输距离，减少功耗和信号损耗，无独立可插拔外壳。

下图：传统dsp光模块、CPO与可插拔光模块对比

CPO是一种全新的超小型高密度光模块技术，可替代传统的前面板可插拔光模块。CPO能实现交换芯片与光芯片共封装，实现更好能效和交换性能。

它是利用激光而非电子信号来传输数据，通过将光学器件和电子元件封装在一起，CPO实现了光信号和电信号处理的深度融合。这一转变标志着从传统光学模块中的“电互连”向真正的“光互连”的转变。

（3）全光互联OIO

Optical Input/Output，光输入输出，是下一代芯片级光互连技术，是光模块终极演进方向（CPO的进阶形态）。

OIO 本质是把光引擎直接集成到GPU/CPU/内存的芯片封装内部，用光信号替代传统铜线电信号，实现芯片间（Chip-to-Chip）、芯存间（Chip-to-Memory）的全光互联。

可插拔光模块是目前光通信的主流，随着带宽&功耗要求提高，先向CPO/OIO迭代。CPO与Optical I/O都是将光芯片和电芯片在基板上封装在一起的共封装技术，CPO将光电芯片和交换机芯片封装在同一个基板上面，不再需要射频走线和Redriver/Retimer等器件；终局OIO直接在基板上连接CPU，GPU，XPU，进一步缩短光通信与算力芯片的间距，达到更低功耗、更高带宽、更低延迟。

CPO和OIO核心区别在OIO直连电芯片，CPO则还需通过光芯片。CPO速率能够做到1.6-6.4Tbps，功率效率做到<15pJ/bit；OIO进一步将速率提升至4-64Tbps，功率效率＜3pJ/bit。

光模块制造是一个高度精密的过程，主要包含五大核心工艺环节，每个环节都对应着特定的关键设备。以下是其五个步骤：

在所有环节中，光学耦合、贴片和测试被认为是技术壁垒最高、价值量最集中的部分。

一般来说，每100万支800G光模块设备投入约5亿元，1.6T高出10-20%约6亿元，其中耦合设备价值量占比约40%、贴片占比约20%、仪器仪表（验证）测试占比约15%、可靠性和老化测试占比12%、封装占比约12%、键合占比约1%。

下图：光模块设备价值含量占比（数据来自2026年东吴证券）

1、贴片 (Die Attach)：主要将光电芯片贴到PCB载体上

贴片，就是将激光器芯片（LD）、探测器芯片（PD）、TIA（跨阻放大器）等光电芯片高精度地贴装到PCB等载体上。 核心设备：固晶贴片机、共晶贴片机。效率&良率为核心。

传统的贴片工艺是人工涂胶或使用点胶机通过空气挤压出的胶水将芯片固定在PCB板上。但光芯片的贴片要求比电芯片的贴片要求精度更高，精准控制胶量大小、上胶速度和位置等严格要求，因此需要高精度固晶机、共晶机的参与。对于高端光模块，贴装精度要求极高，误差需控制在±3μm以内。

从路线工艺上来看，贴片分为固晶和共晶两种：1）固晶使用导电银胶进行粘接，使用范围较广，效率高，适用于电芯片、PD 等大批量、常规场景的装贴；

2）共晶一般使用低熔点的金锡焊料（如AuSn 焊料），在高温加压下使芯片与基板形成共晶结合，适用于激光器、功率器件等高散热、高可靠场景需求的封装，工艺复杂，需精准温控和压力控制。

下图：固晶&共晶贴片

2、引线键合 (Wire Bonding)--金丝搭线

引线键合是指芯片贴装完成后，芯片贴装完成后，使用金属引线（业内叫金丝）将芯片的压焊位与印制电路板的焊盘连接起来，形成可靠的电气连接、电气键合，俗称“打线”。核心设备：金线键合机。

引线键合按照键合能量可分为热压键合、超声键合、以及二者结合的热超声键合；按照键合线的材料分为金丝、铝丝、铜丝。

业内一般采用金丝热超声键合，因为光电芯片的表面普遍会镀金，金的高频性能好，而热超声键合的温度较低、速度快，可靠性更好。

在引线键合的过程中，根据劈刀和焊点形状可分为球焊、楔焊：1）球焊使用毛细管劈刀，可形成球状焊点，与焊盘接触面积大，可靠性好，速度快，使用场景最广；2）楔焊使用楔形劈刀，可形成方形焊点，与焊盘接触面积小，可靠性较差，速度较慢，一般只用于高频信号焊盘之间的引线键合。

下图：引线键合原理

3、光学耦合 (Optical Coupling)--最核心，高精度对准

耦合是将光进行低损耗对准匹配，是光模块封装的关键。光模块里的耦合本质是光的发射端和光的接收端精准对准， 让光从一个器件的光出口以最低的损耗、最高的效率完整射入另一个器件的光入口，因此一端是电口，连接网线/交换机，另一端是光口，连接光纤。

激光器芯片产生的光源需要通过微透镜对光束进行准直、聚焦后才能最大限度的进入到光纤中，目的是将光高效高质的从一端耦合进入到另一端。

耦合的流程一般为：对准、透镜耦合、胶水固定、验证耦合效率。耦合是光模块封装工时最长、最易产生不良品的步骤，它直接影响光模块的性能。

下图：光耦合过程示意图

和电子贴片的焊盘对准不同，电子贴片只要金属焊盘接触导通即可，±20μm 都能正常工作，而单模光纤的芯径仅 9μm，它需要将发射/接收光路与光纤、透镜等元件进行亚微米级的精确对准并固化。对于800G及以上速率的光模块，耦合精度要求达到0.05μm级别。

该环节的核心设备是：全自动光学耦合平台、高精度六轴微调平台、UV固化机或热固化炉。

4、 自动化组装 (Automated Assembly)

通常是指进行外壳封装将使之完整。封装的主要工艺包括气密性封装（To-can、BOX、蝶形封装等）和非气密性封装（COB板上芯片封装）。其中COB封装可以将芯片封装在极小的体积内，不需要外壳或支架等附加配件，具有尺寸小、重量轻、可靠性高、成本低等优点，多用于数据中心光模块。

完成光模块的封装、焊接、点胶、外壳组装以及在线检测等一系列工序。随着产能扩张和对一致性的要求，该环节的自动化程度越来越高。

组装的核心设备：点胶机、焊接机、外壳封装设备、AOI（自动光学检测）设备、自动上下料设备等。

5、老化、测试 (Burn-in & Testing)

老化测试是光模块生产的核心工序之一，贯穿光模块生产的全过程，涉及芯片 LIV 与光谱测试、COC&OE 老化测试、模块老化测试等。 核心设备：芯片测试设备、COC老化测试设备、模块老化测试设备。

老化过程主要通过模拟产品在实际使用过程中可能遇到的各种环境条件和工作状态，如高温、低温等，加速产品的老化过程，从而在较短时间内评估产品的可靠性。

测试过程主要对目标对象的性能指标进行测试，并根据测试结果对产品进行分类。老化与测试这两种工序也可以结合在一起对产品指标进行评估。

光模块内部的激光器由于结构和制程工艺复杂，需要进行老化，其他光电器件除APD外，不需要进行老化。在目前大部分光模块厂家的生产工序中，一般有两道针对激光器的burn in筛选测试。  

第一道是激光器的管芯级，是在激光器完成必要的生产步骤，如外延生长、刻蚀、外观检查后，装载到专用的老化夹具上进行，有比较成熟的商业化设备；

第二道是光模块级，是在激光器组装到光模块内后，通过测试夹具进行的，目前尚没有商业化设备，多数光模块厂商使用自研设备进行测试。

下图：光模块测试类似半导体测试，可分为设计端、晶圆端、封测端

三、市场空间

智能光子制造设备：2024年全球市场规模85亿元，2020-2024CAGR约为12.5%，预计到2029年达到368亿元，24-29CAGR约为34.1%。

硅光智能制造设备：2024年全球市场规模20亿元，2020-2024CAGR约为46.9%，预计到2029年达到233亿元，24-29CAGR约为30.5%。

全球高速率光模块封测设备市场呈现跨越式增长。据沙利文数据，2024年全球市场规模为51.8亿元，其中800G光模块设备市场规模2024年30.2亿元，成为增长最快的细分领域。预计到2029年光模块设备总体市场规模将达到101.6亿元。

光模块生产工艺的核心环节主要包括贴片、引线键合、光学耦合、自动化组装、老化测试等。其中：

固晶机市场规模在2024年达到9.8亿元，在光模块封测设备价值量占比约为18.9%，预计其市场规模在2029年达24.0亿元，2025-2029CAGR约为18.9%。

光耦合机市场规模在2024年达到12.1亿元，在光模块封测设备价值量占比约为23.3%，预计2029年全球市场规模为22.7亿元。

芯片老化测试设备2024年其全球市场规模为16.3亿人民币，占高端光模块封测设备总市场的31.4%，预计2029年全球市场规模将达到29.3亿元。是光模块封测设备中价值占比最高的设备。

四、光模块设备产业链

光模块设备产业链通上游：芯片与组件等零部件；中游：模块封装测试设备商；以及下游：终端模块制造商等三个环节。如下图：

1、上游：核心零部件（高壁垒、高价值）

上游是光模块成本占比最高的部分（约占 70%-80%），也是决定模块性能的关键。

光模块上游主要包括光芯片、电芯片、光器件、光纤光缆、PCB 板、外壳等原材料与零部件，其中光芯片与电芯片是决定光模块性能的核心环节，技术壁垒最高，也是产业链的关键瓶颈。

（1）光芯片：光模块的“心脏”

负责光信号的产生与接收，其性能直接影响光模块的速率、功耗与传输距离。根据传输速率与技术难度，光芯片可分为低端（10Gb/s 以下）与高端（25Gb/s 及以上）两类。目前，在 10Gb/s 以下低端光芯片领域，已基本实现国产化；但在 25Gb/s 及以上高端光芯片及组件领域，国产化率仍较低，主要依赖进口。

（2）电芯片

主要包括驱动芯片、接收芯片、DSP 芯片等，负责电信号的处理与放大，其技术水平与光芯片相辅相成。

目前，高端电芯片尤其是 DSP 芯片仍主要由海外企业如Broadcom、Intel 等垄断，国内企业在中低端电芯片领域已实现部分替代，但高端产品的自主化进程仍需加快。

（3）光器件

主要包括包含 TOSA（发射组件）、ROSA（接收组件）、BOSA（单纤双向组件、激光器、探测器、耦合器、连接器、滤波片等，是光模块的重要组成部分。

国内光器件企业如苏州天孚光通信股份有限公、武汉光迅科技股份有限公司等已具备较强的竞争力，能够为光模块厂商提供稳定的供应链支撑，部分产品已实现进口替代。光纤光缆、PCB 板、外壳等原材料的国产化率较高，市场竞争充分，对行业发展的制约较小。

2、中游：光模块封装测试与集成商

中游企业主要负责将上述芯片和组件进行精密封装、测试并集成。光模块生产工艺的核心环节主要包括贴片、引线键合、光学耦合、封装、焊接、老化测试等，光模块设备处于中游。

（1）制造与封装：由于光器件制造中存在大量的精密手工或半自动化工序，工艺积累至关重要。

（2）主流产品演进：目前正处于从 400G 向 800G 快速迭代的阶段，1.6T 模块已进入样品/小规模量产阶段。

（3）代表性技术路线：

① 可插拔光模块：目前的市场主流，其中信号处理器DSP功耗占比过半。

② LPO（线性驱动可插拔光学）：去掉 DSP 以降低功耗和延迟，采用高线性度的模拟驱动芯片（Driver）和跨阻放大器（TIA），将信号处理功能转移至交换机或服务器的ASIC芯片中，实现“线性直驱”的光信号传输。适用于100米至500米以内的短距互联，如数据中心机柜内、机柜间或服务器与交换机之间的连接，超过此距离误码率会显著升高。

③ CPO（共封装光学）：将芯片和光引擎直接封装在一起，使光电转换与芯片间的电信号传输距离从厘米级缩短到毫米级。相比传统可插拔光模块方案，CPO能显著降低功耗（可减少50%-70%）、提高带宽密度、降低信号延迟，并提升信号完整性，适用于AI数据中心、超算、高速交换机等对高带宽、低延迟、低功耗要求极高的场景。

④ OIO：光互连输入输出）是一种基于光信号实现芯片或设备间输入输出互联的技术，主要用于解决高性能计算、数据中心等领域中芯片间或设备间高速数据传输的瓶颈问题，是光互联技术的终极愿景。

3、下游：光模块终端制造

光模块制造商，其需求受AI agent、Token出海、智算中心、及新兴场景驱动。

近年来，受人工智能、云计算、数据中心等应用市场的需求爆发推动，下游客 户对光模块专用设备的需求量快速增加，且对产品性能、精度等指标的要求不断提升，推动光模块封装测试设备行业市场规模持续增长，技术迭代不断加速。

五、相关标的

以下是不完全列举：

（1）贴片设备：共晶/固晶机

① 罗博特科：2025年5月成功并购全球高精耦合设备龙头FiconTEC，切入光模块设备领域，可提供从晶圆测试、芯片贴装、高精度耦合到模块测试的全流程解决方案，客户包括英伟达、博通、英特尔、台积电等全球科技巨头，在硅光/CPO封装测试设备领域市占率超80%。

② 凯格精机：公司主要产品包括锡膏印刷设备、固晶机、点胶设备和柔性自动化设备等。光模块领域，公司800G光模块自动化组装线体被全球知名客户认可，25年内进一步推出1.6T光模块自动化组装产品线。

③ 科瑞技术：公司提供高精密部件、堆叠设备、共晶设备、贴装设备，最高精度可达50nm，为半导体设备国产替代和光模块后端工艺提供关键解决方案。

④ 博众精工：消费电子自动化、新能源锂电设备领域是明确的龙头，在半导体后道设备领域也具备较强的技术实力和市场影响力。在光模块领域主要布局共晶、固晶等工艺设备需求以及AOI检测需求。共晶贴片机可以用于目前主流的400G、800G、1.6T光模块贴合场景。

（2）光耦合

① 罗博特科：如前文

② 猎奇智能：国内光模块智能制造装备的主要供应商之一，公司产品已覆盖光模块封装测试的核心环节，包括贴片、耦合、老化测试等关键工序。公司在技术水平、产品指标、客户覆盖等方面均保持较高水平，公司生产的贴片设备、耦合设备可配套800G/1.6T光模块的生产需求。

③ 博众精工：如前文

④ 科瑞技术：如前文

⑤ 镭神技术（未上市）：2024年全球光模块耦合设备市场份额中，镭神技术以27%的市占率位居第一，其耦合设备产品覆盖硅光模块、CPO（共封装光学）等高端光模块技术路线，能满足400G、800G甚至1.6T光模块的纳米级耦合精度要求。

（3）自动化组装：

① 凯格精机：如前文

② 科瑞技术：如前文

③ 智立方：公司深耕于终端产品光学（传感、识别、成像、AOI等）、电性能、力学等细分领域，以关键工艺如芯片取放工艺、缺陷检测工艺、芯片测试工艺为应用基础，构建了不同产品线，如芯片分选设备、自动光学检测设备、高精度固晶设备、芯片电测设备。

（4）AOI/检测设备

①  奥特维：公司在半导体封测环节设备的持续深耕，不断精进封测设备，公司铝线键合机和AOI检测设备等产品获得客户高度认可，并取得设备批量订单。

②  快克智能：光模块领域公司主要布局AOI检测设备，对于800G及以上高速光模块生产需求，铝线键合机、AOI（自动光学检测）设备等产品已打破日本企业垄断，获得通富微电、中芯集成、气派科技等头部客户批量订单。

③ 杰普特：光纤阵列单元（FAU） 光连接器件（MPO/MMC）龙头，与新加坡雨树光科合作研发的硅光晶圆级测试系统，支持栅格耦合与边缘耦合两种主流光耦合方式。

（5）老化、测试

① 联讯仪器：中国光电子器件测试设备市场份额排名第一，其光芯片老化测试系统、光芯片KGD分选测试系统、硅光晶圆测试系统等产品覆盖光芯片从晶圆到封装的全链条测试，是国内唯一能提供完整光芯片测试解决方案的企业。

② 华盛昌：国内仪器仪表行业出口领域的龙头，2026年，华盛昌拟以4.6亿元收购深圳市伽蓝特科技有限公司，后者专注于光通信模块和光芯片测试领域。此次并购使华盛昌从传统测量仪器领域延伸至光通信测试赛道。

③ 普源精电：中国最大的电子测量仪器供应商，在全球市场排名第八，市场份额约1.1%，公司从精密电源切入并布局高速示波器。

④ 普赛斯电子：核心优势在于为光模块生产企业提供全面的测试解决方案，包括光芯片测试、可靠性测试、光模块信号测试等，产品覆盖从芯片到模块的全链条测试需求。

⑤ 燕麦科技：通过2025年收购新加坡硅光检测设备商Axis-tec，燕麦科技切入硅光晶圆级测试领域，其硅光测试设备覆盖光电耦合、晶圆缺陷检测等全流程，技术实力处于全球前列，是硅光测试设备国产替代的重要力量。