从光互联老炮到“全能卖水人",Lumentum凭什么?
从光互联老手到"全能卖水人",Lumentum凭什么?
海豚君在梳理光连接行业时发现,无论光模块的位置如何变动,高价值且具备一定壁垒的光引擎始终地位稳固。
这次,海豚君从该赛道的资深企业——Lumentum(LITE.O)入手。其股价在一年内飙升近10倍,市值突破700亿美元,并吸引了英伟达在2026年3月直接投入20亿美元入股。
拆解一根光连接链路:数据中心的数据传输需经过光电转换,电信号先被"翻译"成光信号,通过光纤后,再被"翻译"回电信号。
执行这一翻译任务的部件是光模块,而光模块中最核心、最难制造、也最昂贵的零件,是负责发光的激光器芯片——可视为整条光链路的"灯泡"。Lumentum销售的就是这颗"灯泡",并且是全球少数能从磷化铟晶圆开始自主生产的公司。
然而,仅凭"卖光源芯片"并不足以解释本轮估值重塑。真正的核心变化在于,AI超级周期重新定义了光器件的定价逻辑:
传统光器件是一门典型的强周期生意:需求随云服务商资本开支和传统数据中心建设波动,供需大致平衡、竞争充分,价格逐年下降。而AI集群建设浪潮改变了这一结构——GPU大规模横向互联带来的高速光连接需求呈指数级增长,800G向1.6T的迭代进一步提升了高端激光芯片的单机用量。
与之形成极致错配的是供给端——高端高速激光芯片(200G以上)的量产壁垒极高,全球仅有少数几家具备扩产能力,且扩产只能依赖自建晶圆厂,短期供给刚性、中长期爬坡周期漫长。
需求爆发式增长,而产能难以快速跟进,原本显著的周期波动减弱,行业正式进入供给约束型的卖方市场——头部产能企业开始同时享受产品溢价、锁价长单和毛利率上行的三重红利。
这也是海豚君将Lumentum列为AI光互联赛道核心研究标的的原因。本篇,海豚君着重梳理Lumentum的各项业务,重点回答两个问题:
1、一只800G/1.6T光模块中,激光器为何成为价值量和良率的双重卡点?
2、Lumentum的五条产品线(EML、CW、电信器件、光模块、OCS)各自卡在AI集群的哪一层,竞争格局如何?(因篇幅限制,本文重点分析前两部分产品线)
以下是详细分析
一、从单一光器件到一体化光子平台
"易中天"是中国股民对中国三家光模块供应商的谐称(新易盛、中际旭创、天孚通信)。但光通信行业的真正"老手"其实是Lumentum。其前身包括1979年成立的Uniphase(商用激光器)和1981年成立的JDS Fitel(光纤器件),1999年合并为JDSU,是上一轮互联网泡沫时期光网络领域的明星公司。
2015年,JDSU一分为二:面向通信与数据中心的光器件业务独立上市,成为Lumentum;保留网络测试仪表、特种光学业务的主体更名为Viavi(VIAV)。
独立上市后,Lumentum的增长主线主要依赖并购整合:
a:2018年以约18亿美元收购Oclaro,获得磷化铟激光器与光子集成电路的技术储备和产线,这也是公司当前AI高速光芯片叙事的核心技术基础;
b:2022年连续完成两笔收购:收购NeoPhotonics,补齐窄线宽可调激光器ITLA(相干模块的核心光源)、高速相干光子集成PIC、相干光收发组件(TROSA)等相干光侧核心器件,同时收购IPG的电信传输业务,获得面向运营商可插拔相干模块的相干DSP配套ASIC自研能力与相干模块整机产品。
这两笔收购组合,使Lumentum补齐了相干传输的全链条能力,可面向跨数据中心互联(DCI)、城域及长距传输市场提供整套相干方案。
c:2023年11月斥资约7.5亿美元收购Cloud Light,一家为云大厂提供高速光模块的公司,标志着Lumentum跳出了单一光芯片/光组件供应商的定位,可直接对外交付完整光模块产品。
可见,一系列收购使Lumentum从单一光器件厂商,成长为同时覆盖AI算力短距互联、长距相干传输、高速光模块整机的一体化光子平台。
二、产品与业务矩阵拆解
为了更好地理解Lumentum的产品线,需要先介绍产品技术:一只传统的可插拔高速光模块(800G/1.6T),核心硬件可按光电转换链路分为1)光器件和2)电芯片两类。
1)光器件:负责光电之间的相互转换
① 激光器芯片——产生连续、稳定光载波的"发光源",相当于整条光链路的灯泡。
② 调制器——将数据电信号"写入"光载波,调出光信号。
③ 光电探测器芯片——接收端器件,将光信号还原为微弱电流。
2)电芯片:负责信号处理与能量放大
④ DSP芯片——光模块的"数字大脑",负责电域信号的修复与纠错,功耗相对较高。
⑤ Driver与TIA——模块的"模拟肌肉"。发射端Driver将DSP输出的信号放大到足以驱动调制器;接收端TIA将探测器转换出的微弱电流放大为可用电压信号。
这里需要特别强调的是,光器件与电芯片在制造模式和产能弹性上存在本质区别:
DSP这类电芯片属于硅基CMOS芯片,厂商多为Fabless模式,设计完成后交由台积电等晶圆厂流片。虽然先进制程有产能配额的约束,但一旦锁定配额,依托代工厂的成熟产线可灵活调整投片规模,具备较好的产能弹性,芯片厂商无需自建晶圆产线。
而光器件的物理逻辑则完全不同:由于硅材料无法高效发光,超高速激光器必须依托磷化铟等化合物半导体作为载体,但化合物光芯片领域尚未形成类似台积电的高度标准化且成熟的第三方代工生态。
因此,全球头部厂商多为垂直一体化的IDM模式——自建晶圆厂、自行完成外延生长、晶圆加工与镀膜等工艺。
扩产需要经历建设、调试与良率爬坡,周期通常为2-3年,产能弹性显著弱于电芯片。 市场上有少量磷化铟化合物代工厂,可支持中小客户小批量流片,但难以支撑高端高速光芯片的大规模稳定出货。
理解光芯片与电芯片的差异后,再看Lumentum的定位:公司主力产品为光器件,产能高度依赖自建磷化铟晶圆产线,这意味着,即便AI算力拉动光模块需求快速上行,Lumentum短期很难大幅提升出货量,扩产弹性天然偏弱。
基于上述背景,我们来看Lumentum的产品线。
按财报披露口径,Lumentum收入包含两大业务板块:
1)组件业务(Components):核心包括EML高速激光器芯片、CW连续光激光器芯片,以及传统电信侧的各类光器件。
2)系统业务(Systems):包括Cloud Light收购来的高速光模块整机、OCS光路交换机。此外还有工业激光业务,属于非通信类收入,体量相对较小。
从下图可见,受益于光模块出货的快速提升,整个系统业务的占比持续环比增长。
由于财报口径下,组件和系统两大板块同时包含AI相关与传统非AI业务,难以清晰拆解业务底层逻辑。
下文海豚君不沿用财报分类,而是按Lumentum五大核心产品维度进行拆分分析——EML、CW、电信器件(以上三类归为组件业务),以及光模块、OCS光路交换机(以上两类归为系统业务)。 每条产品线按技术卡位、竞争格局、成长空间展开。
先看Lumentum业务当前最核心的基本盘——高速激光器芯片。行业主流的高速激光器芯片,根据发光、调制功能的集成方式差异,分化出三条截然不同的技术路线:
a、EML(电吸收调制激光器)——(集成派,边发射): 将发光、调制两大功能单片集成于单颗磷化铟芯片,可直接输出加载信号的高速光信号,目前是高速可插拔光模块架构下的核心主流方案。
b、CW(连续光激光器)——(分离派,边发射): 只负责高功率、高稳定的连续发光,调制功能交给外部的硅光芯片,是硅光封装、CPO架构下的核心光源。
c、VCSEL(垂直腔面发射激光器)——(低成本派,垂直发射): 通过垂直出光的特殊结构设计,实现低成本、阵列化量产,但传输距离短,目前主要应用于消费电子3D传感、车载短距激光雷达等场景。
需要注意的是,EML和CW均属于边发射激光器(EEL),需要完成晶圆解理、端面镀膜等一系列复杂工序,工艺门槛显著高于VCSEL。
这三条路线直接决定了它们在工艺难度、单价、毛利率以及竞争格局上的巨大差异, 海豚君在下表做了详细对比。
(由于VCSEL目前主要应用于消费电子与工业领域,占Lumentum收入已不足一成,且非AI通信核心驱动力,本文不做展开。重点看EML与CW激光器)。
1、EML激光器芯片:Scale-out层的基本盘
EML是目前800G/1.6T分立光源可插拔光模块的主流方案。一只1.6T光模块通常需要8颗200G EML。
从部署场景来看,EML主要用于AI集群机柜间的Scale-out互联,覆盖GPU机柜到Leaf交换机、Leaf到Spine交换机这类跨机架连接(几十米至500米)。
下游客户为中际旭创、新易盛、Coherent等头部光模块厂商,最终供给北美云厂商,是Lumentum在光芯片业务的核心基本盘。
据产业链调研,从工艺上来说,由于EML需将DFB发光区与EAM调制区单片集成于磷化铟衬底,所涉及的磷化铟晶圆二次外延生长工艺极其复杂,工艺壁垒高,良率难以控制。
目前全球能大规模、高良率、稳定地向头部模块厂商供应200G EML的,只有Lumentum、三菱电机、住友电工、博通四家,合计占据八成以上市场,其中Lumentum在产能规模上处于第一梯队。
海豚君在下表梳理了EML主力厂商的情况:100G EML领域国产厂商已逐步追赶,源杰、长光华芯等企业实现稳定量产,国产化率接近35%,价格战已开始;而200G高端EML中国国产自给率仍不足5%,尚处于送样验证、小批量试产阶段。
此外,由于两家日系厂商(三菱和住友)在上一轮5G周期经历过行业泡沫带来的产能过剩冲击,本轮扩产策略整体偏保守,高端200G EML新增产能释放有限。高端200G EML的新增产能主要来自两家——Lumentum和博通。
正因为如此,Lumentum主动将出货结构重心向高价值的200G EML大幅倾斜,根据公司电话会的指引,2027年中公司200G EML的出货量将超过50%。
结合调研信息来看,目前Lumentum EML激光器芯片收入约6.4亿美元(占公司总营收的两成),处于量价双升的高景气阶段。
一方面,AI算力集群大规模扩容,驱动800G、1.6T高速可插拔光模块需求爆发,直接拉动EML芯片出货量持续创新高;另一方面,出货重心从100G EML向200G EML转移,单颗芯片单价接近翻倍,进一步放大了营收弹性。
盈利能力上,当前EML的综合毛利率在60%以上,是公司目前利润贡献最大、议价权最强的单一产品。
2、CW/UHP激光器:Scale-up层的最大增量
与EML"发光+调制单片集成"不同,CW激光器走的是分工路线:只专注于做"发光灯泡",产生一束高功率、平稳且无数据的连续光,再交由外置的硅光芯片完成信号调制。
一般来说,光源离调制信号用的硅光芯片越远,链路整体光损耗就越高,因此对CW激光器的输出功率要求也随之提高,单颗芯片的工艺壁垒(需克服噪声、发热)和价值会显著提升。 按功率档位划分,CW激光器核心覆盖三大应用场景:
a、70-100mW——面向Scale-Out场景的硅光可插拔模块
根据光通信研究机构Yole数据,目前硅光路线在数据中心光模块的渗透率接近30%,且预计2030年出货量提升至60%以上。
对于Lumentum来说,这属于存量市场内部的技术路线置换( 800G硅光方案挤压100G-EML需求,1.6T挤压200G-EML需求**)。**
不过问题在于价值量并不相同。以1.6T光模块为例,EML方案需要8颗200G EML(单价15-25美元),硅光方案只需4颗CW(单价3.5-4美元)。
切换硅光后,单模块光源总价值量明显下降。因此,公司明确表示对这一档兴趣不大——虽然出货量增长,但单模块价值和盈利弹性弱于EML产品。
b、120-200mW,用于NPO(近封装光学)的集成式光引擎(Scale up)
作为可插拔向CPO演进的过渡方案,NPO主要通过将光模块放到PCB板上,提高交换机和光模块之间的信号传输速度。
相较于硅光可插拔模块所用的70-100mW CW,该档位芯片在输出功率、噪声抑制、高温工作可靠性上标准更高,单芯片价值量与技术要求显著提升,属于纯增量赛道,不会替代EML的存量需求。
c、350-400mW(UHP-超高功率CW),用于CPO/NPO外置光源模块(Scale up)
ELS(外置激光源)是CPO架构下主流的外置光源方案,服务于机柜级GPU高速直连的Scale-Up互联场景。
在CPO方案中,硅光光引擎与交换芯片通过先进封装放在同一基板上。由于激光器是光链路中最容易老化失效的部件(且极度怕热),如果封装在一起,一颗激光器损坏就需整颗光引擎下线更换。
因此行业达成共识——采用ELS方案,将CW激光器做成机柜前面板可插拔的独立模块,通过保偏光纤将光送入机箱内部硅光引擎。
从价值量上看,在机柜级Scale-up网络中,一台CPO交换机通常需配置16-18个ELS模块,每个模块内部集成8颗UHP CW芯片,对应单台交换机就需要消耗128-144颗CW芯片。
目前单个ELS模块售价大致500-600美元,8颗CW激光器芯片约240美元,占四到五成。也就是说,单个ELS模块带给CW激光器厂商的收入,相当于15个传统硅光可插拔光模块的总和。
总的来说,相比前两档CW,UHP超高功率CW的技术壁垒最高,同样是AI算力扩张带来的纯增量市场,不侵蚀EML存量订单,是Lumentum中期成长弹性最大的赛道。
竞争格局上,对于低功率档CW来说,由于磷化铟外延生长工艺和芯片结构设计已相对成熟,性能指标达到门槛并非难事,难度更多在于低成本和高良率交付,这已是典型的红海市场。
目前,中国厂商(源杰、长光华芯、云岭光电等)与海外低成本IDM(如AAOI)同时扩产,且多家厂商均通过了主流模块厂测试,下游客户(如中际旭创、新易盛等)倾向于通过多源采购以压低采购价。
对于高功率档(350-400mW UHP),目前全球能稳定量产的只有Lumentum和Coherent两家,它们走的是完全不同的技术路线:
Coherent:单芯片硬刚派(BH-DFB路线):类似于打造一台单发大排量超级引擎,用一颗掩埋异质结(BH-DFB)激光器直接硬推出400mW高功率。
优势在于结构极其紧凑、芯片面积小、单片晶圆出芯数多;代价在于这种工艺下散热、线宽和长期可靠性全压在一颗芯片上,前期良率爬坡非常慢。
Lumentum:两段式分离派(DFB种子光 + SOA放大器):类似于"成熟小发动机 + 涡轮增压器"。先用一颗成熟的低功率激光器(DFB)产生一束极度干净、低噪声的"种子光",接着在同一芯片上串联一段半导体光放大器(SOA),将功率强行提升到400mW。
这种技术路径下,由于发光与放大各自都在高度成熟的工艺窗口内运行,可靠性较高,且同一套平台往下降档就能覆盖中功率档,研发效率极高;
但代价也很明显,由于集成SOA后芯片物理长度大幅延伸,单片晶圆的出片数出现断崖式下滑( 从普通CW芯片的单片4,000-5,000颗,暴跌至UHP级别的仅400-500颗,缩减近10倍**)。**
综合来看,两家公司的技术路线取舍有明显差异,Coherent押注的是良率爬坡后,依靠更小的芯片面积实现极致晶圆成本;Lumentum的思路则是牺牲部分晶圆面积,换取器件更高的可靠性。
这也意味着在当前供给偏紧阶段,云厂商客户优先保障交付与稳定性,对成本敏感度相对偏低,因此Lumentum这套以面积换可靠性的工程方案更受头部云巨头青睐( 从调研数据看,外置光源模块当前市场份额大致为Lumentum约60%、Coherent约40%)。
但从中长期视角看,一旦Coherent完成良率提升,其成本优势会逐步释放,将对Lumentum形成较强的竞争压力。
而对于中功率档,由于能做400mW的厂商顺手就能做150-200mW,因此相当于高功率玩家的"副产物放量区"。
但另一方面,对于从低功率向上跨越的中国厂商或二梯队玩家来说,150-200mW是冲击高端的必经之路,但如果无法向上突破到高功率档,就无法享受晶圆分级带来的成本摊薄效应,导致150-200mW晶圆的综合成本难以抗衡头部巨头这种"副产物模式"下的低成本优势。
结合调研信息,**当前公司CW激光器年