光模块电芯片：DSP/TIA/Driver供应格局梳理

泡股

一.可拔插光模块结构

（1）光发射组件（TOSA）：负责电转光，包括激光器（DFB、EML、VCSEL）、光学耦合元件（光隔离器、调制器）等。

（2）光接收组件（ROSA）：负责光转电，包括光电探测器（PIN、APD）、跨阻放大器（TIA）等。

（3）控制单元：负责信号处理、协议适配与功耗控制，包括DSP、MCU、PCB、电源管理芯片等。

（4）结构单元：提供机械防护与接口适配，包括光接口（连接光纤）、电接口（连接交换机/服务器）、外壳、解锁机构等。



二. 电芯片分类

（1）DSP（数字信号处理器）：负责高速信号编解码、色散补偿、均衡、纠错等功能。

（2）CDR（时钟数据恢复芯片）：重整波形，消除信号抖动、降低误码率。

（3）Driver（激光驱动芯片）：放大电信号，驱动激光器发光。

（4）TIA（跨阻放大器）：把PD/APD（光电探测器）的微弱电流转换为后续电路能识别的电压信号。

（5）LA（限幅放大器）：将TIA输出的信号二次整形放大。

三.DSP/Driver/TIA概览

3.1DSP

（1）介绍：光模块最贵单颗芯片，功耗占比约50%，需先进制程工艺（7nm/5nm），博通、Marvell双寡头垄断。

（2）工作流程：接收电信号，进行PAM4编解码、色散补偿、自适应均衡、前向纠错 (FEC)等，再输出至Driver。

（3）用量：1颗/光模块。

3.2 Driver

（1）介绍：发射端高速模拟芯片，直接驱动DFB/EML激光器发光。

（2）工作流程：接收DSP输出的电信号，放大并整形为激光器所需的调制电流，精确控制发光强度与波长。

（3）用量：通常为1颗/通道，如1.6T=16通道、3.2T=32通道，用量随速率翻倍增长。

3.3TIA

（1）介绍：接收端高速模拟芯片，光信号转电信号的核心桥梁。

（2）工作流程：光电探测器接收光信号后，输出微弱电信号；TIA将电流信号线性转换为电压信号，输出至LA做后续处理。

（3）用量：与Driver 1:1 配对。

四. 发展趋势

（1）LPO（线性直驱）：移除DSP，部分信号补偿和线性化放大任务转由Driver和TIA来分担。

（2）NPO（近封装光学）：光引擎贴在交换机PCB，靠近交换ASIC；Driver与调制器合封、TIA与PD/APD合封。

（3）CPO（共封装光学）：光引擎+交换ASIC同封装体，Driver、TIA将逐步集成至硅光芯片。

五. 市场格局

海外巨头长期垄断高端市场：博通（美）、MACOM（美）、Marvell（美）、Semtech（美）、MaxLinear（美）。

优迅股份：主营光通信前端收发芯片，TIA、Driver全栈自研、配套国内头部光模块厂商。

光迅科技：光器件IDM国内龙头，覆盖光芯片、光器件、光模块、光引擎；中低速TIA/Driver自研量产。

卓胜微：全球射频芯片龙头，依托SiGe BiCMOSFab产线，切入光通信电芯片赛道，TIA/Driver流片完成、客户送样验证中。

裕太微：主营以太网物理层PHY芯片，定增布局数据中心SerDes技术，与hw共同投入DSP研发。

金字火腿：参股公司中晟微（持股9.1%）主营光模块电芯片研发设计， 涵盖TIA、 Driver等。