光模塊又稱光收發(fā)一體模塊，是實現(xiàn)光通信系統(tǒng)中光信號和電信號轉(zhuǎn)換的核心部件，主要由光器件、功能電路和光接口等構(gòu)成。光模塊的發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換為光信號，接收端把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光模塊為通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)單元之一，是數(shù)據(jù)中心、基站等基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部件。

     光模塊發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)等應(yīng)用場景。

     根據(jù)傳輸速率，光模塊產(chǎn)品主要分為200G/400G/800G光模塊、50G/100G光模塊、40G光模塊、25G光模塊、10G光模塊、100M/1G光模塊。

     硅光技術(shù)發(fā)展，有效降低光模塊成本。硅光技術(shù)通過提高數(shù)據(jù)傳輸速度，降低復(fù)雜性來支持高帶寬部署。在400G 短距離、相干光等場景中使用通過硅光集成技術(shù)生產(chǎn)的光模塊可降低成本。隨著硅光技術(shù)的光模塊逐步發(fā)展，硅光集成技術(shù)已經(jīng)逐步被用于數(shù)據(jù)中心等其他場景的光模塊上。

     相干光傳輸技術(shù)助力高速光通信模塊發(fā)展。相干光傳輸技術(shù)在光通信領(lǐng)域被越來越多的應(yīng)用場景使用，從骨干網(wǎng)逐步下沉到城域和邊緣接入等場景。在數(shù)通領(lǐng)域，相干技術(shù)也已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心間互聯(lián)的主流解決方案，相干光模塊用量預(yù)計在未來幾年將迎來快速增長。

     Co-Package技術(shù)發(fā)展，推動降低高速光模塊功耗。Co-Packaged Optics（CPO）是一種將光電器件集成在單個基板上的技術(shù)，旨在解決下一代帶寬和功率要求所帶來的挑戰(zhàn)。隨著信號往1.6Tb/s及更高速率提升，可插拔光模塊的問題逐漸凸顯，主要表現(xiàn)為高功耗、高延遲和空間占用等方面問題。不少人認(rèn)為CPO是1.6T時代及以后的發(fā)展方向。

     目前，芯片和光模塊是單獨封裝形成兩個獨立的模塊，然后放到高速PCB板上，采取模塊化的設(shè)計。這樣的好處是任何一個模塊出問題，可以單獨更換。缺點是高功耗、集成度低，高速PCB板占用面積大、成本高。

     未來，通過CPO將硅光模塊、芯片通過半導(dǎo)體封裝一起做在板子上，一體化集成，成本、功耗和尺寸將比目前的有很大提升，網(wǎng)絡(luò)帶寬也會明顯提速。CPO的好處是單位數(shù)據(jù)的功耗極大下降、能效比突出、可靠性提升。現(xiàn)在可插拔的800G光模塊功耗是14W，CPO可以做到5W。

     CPO匯集了光纖、數(shù)字信號處理(DSP)、交換機(jī)ASIC以及封裝和測試領(lǐng)域的專業(yè)知識，是數(shù)據(jù)中心和云基礎(chǔ)設(shè)施的革命性的技術(shù)。CPO的封裝涉及2.5D/3D、TSV（硅通孔）、TGV（玻璃通孔）等封裝技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)和計算結(jié)構(gòu)帶寬的需求不斷加快，系統(tǒng)和芯片架構(gòu)的創(chuàng)新需求很迫切，以緩解摩爾定律帶來的放緩。與此同時，銅互連線正迅速達(dá)到其帶寬-距離限制。硅光子學(xué)對于維持快速數(shù)據(jù)增長和支持高帶寬應(yīng)用很重要，如以太網(wǎng)交換、人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)(AI/ML)和高性能計算(HPC)。

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