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电子行业深度报告：AI集群扩张下的光模块电芯片国产化机遇——DSP、TIA、Driver

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摘要

AI集群规模扩张正推动数据中心互联架构从电互联向高速光互联演进，铜缆在高速长距离场景下受信号衰减与功耗制约，光模块电芯片价值量随之提升。 光模块信号链由O-DSP、TIA、Driver分层协同，其中Driver/TIA为模拟芯片，核心壁垒在于工艺迭代与PAM4线性度调校，国产替代难度高于数字DSP。 据DataIntelo，全球PAM4 DSP市场规模预计由2025年42亿美元增至2034年148亿美元，CAGR达15.0%，数据中心应用占比44.7%。 海外龙头Marvell与Broadcom凭借并购整合和系统级生态占据高端O-DSP主导，进入200G/lane后竞争重点由速率转向架构、功耗与Driver/TIA集成方式。 Driver/TIA市场呈"Driver趋于被集成、TIA保持独立"的分化格局，2024—2033年全球TIA、Laser Driver、PD市场分别由12.5、14.5、8.2亿美元增至26.5、31.6、15.4亿美元。 LPO短期难撼O-DSP地位，但长期将抬高Driver/TIA线性度要求，利好模拟电芯片价值重估。 国内裕太微、澜起科技、优迅股份及一级市场橙科微、集益威各具差异化能力，正处于高端O-DSP与高速Driver/TIA的能力积累阶段。

主要观点

  • AI集群扩张推动光模块电芯片价值量提升，铜缆在高带宽长距离场景下受信号衰减与功耗制约，光互联凭借高带宽密度、低损耗优势成为智算中心升级基础
  • Driver/TIA为模拟芯片，工艺含SiGe BiCMOS、InP HBT、CMOS三类，研发周期通常需两至四年；TIA因须与PD协同且处于第一级放大位置，难度高于Driver，模拟电芯片国产壁垒高于DSP
  • 全球PAM4 DSP市场规模预计由2025年42亿美元增至2034年148亿美元，CAGR15.0%，数据中心应用领域2025年以44.7%收入份额占据主导
  • Marvell与Broadcom位居高端PAM4 O-DSP竞争核心，进入200G/lane代际后竞争重点由速率转向架构、功耗与Driver/TIA集成方式
  • Driver/TIA市场呈分化格局：MACOM以448G/lane Driver维持高速领先，但Driver正被Broadcom、MaxLinear等DSP厂商集成吸收；TIA因须与PD协同、难以标准化集成而保持独立空间
  • 据Growth Market Report，2024—2033年全球TIA市场由12.5亿美元增至26.5亿美元（CAGR8.7%），Laser Driver由14.5亿美元增至31.6亿美元（CAGR9.1%），PD由8.2亿美元增至15.4亿美元（CAGR7.1%）
  • LPO短期难撼O-DSP地位，200G/lane信号损耗显著加大时链路恢复难度陡增；但LPO将Driver/TIA线性度要求抬高一个量级，一旦渗透率提升将成为模拟电芯片国产标的潜在催化
  • Marvell已就LPO推出独立200G/lane TIA加laser driver芯片组，支持800G与1.6T LPO模块，并获2025年LEAP奖；OFC 2025已有多家1.6T模块基于Marvell 200G TIA进行演示
  • Broadcom FY2026 Q2营收221.87亿美元同比+48%，AI半导体收入108亿美元同比+143%，超预期；计划联合Apollo、Blackstone等投资方建立AI SPV平台，2028年前部署超20GW算力
  • 澜起科技2024年全球内存接口芯片市占率36.8%居首，PCIe Retimer市占率10.9%全球第二，已自研32GT/s和64GT/s SerDes IP，提出创新DSP架构
  • 优迅股份10G及以下速率产品2024年市占率世界前二，已布局单波100G/200G TIA与Driver，其中单波100G已送样、200G启动研发
  • 橙科微50G PAM4 DSP已出货，400G/800G攻关量产，1.6T处于研发攻坚阶段；集益威聚焦112G量产与200G SerDes预研，已启动A股IPO辅导

论述逻辑

  • AI集群规模扩张→GPU间数据交互需求显著增加→网络互连能力成为影响集群整体算效的重要因素→传统电互连接近信号衰减与功耗瓶颈→光互联凭借高带宽密度、低损耗成为智算中心升级基础
  • 光互联升级→光模块从400G向800G、1.6T演进→链路信号衰减与误码问题更突出→O-DSP负责均衡纠错与信号恢复→TIA/Driver负责模拟放大→电芯片价值量持续提升
  • O-DSP为数字芯片比拼制程算法→Driver/TIA为模拟芯片比拼带宽噪声线性度→TIA须与PD协同且处于第一级放大位置→模拟芯片壁垒在于工艺经验而非制程投入→国产替代壁垒高于DSP
  • 进入200G/lane代际→单纯速率差异不再是主要区分点→竞争重点转向架构选择、功耗表现、Driver/TIA集成方式与客户导入节奏→LPO将Driver/TIA线性度要求抬高一个量级→利好模拟电芯片价值重估
  • 国内企业在各环节差异化布局→裕太微依托SerDes底层能力向Retimer/DSP延伸→澜起科技自研SerDes与DSP架构构成AI服务器互联底座→优迅股份沿接入网→高速数据中心电芯片→硅光组件路径升级→橙科微/集益威在一级市场攻关高速DSP与SerDes

关键展望

  • Marvell发布全球首款1.6Tb 2nm相干光学方案，计划于今年内送样；并在Computex 2026展示51.2T CPO交换机
  • Broadcom计划联合Apollo、Blackstone等投资方建立AI SPV平台，2028年前部署超过20GW算力
  • 优迅股份面向高速档已布局单波100G/200G TIA与Driver，单波100G已送样、200G启动研发
  • 橙科微400G/800G PAM4 DSP芯片计划完成量产，1.6T PAM4 DSP处于研发攻坚阶段；后续重点跟踪400G/800G客户导入与量产节奏
  • 集益威募投方向包括112Gbps及以上高速SerDes规模化量产及下一代200Gbps SerDes前沿技术预研，已启动A股IPO辅导
  • LPO一旦渗透率提升将成为模拟电芯片国产标的的潜在催化；数据中心各层级主流传输场景短期仍以DSP架构为主，LPO更可能在极短距、scale-up等特定场景率先落地

推荐标的

  • 行业评级：增持（维持）。报告覆盖裕太微，定位为A股高速有线通信及SerDes底层技术平台型公司，2026年定增拟募资13.61亿元，其中4.42亿元投向数据中心高速互联，具备向Retimer、DSP延伸的潜力
  • 澜起科技：全球接口内存芯片龙头，2024年市占率36.8%居首，PCIe Retimer全球第二（市占率10.9%），自研32/64GT/s SerDes与创新DSP架构构成AI服务器互联升级底座
  • 优迅股份：国内光通信前端收发电芯片稀缺龙头，产品覆盖TIA、LaserDriver、LA、CDR等系列，10G及以下世界前二，正沿'接入网—高速数据中心电芯片—硅光组件'路径升级
  • 橙科微（一级市场）：国产PAM4 DSP核心代表，50G已出货、400G/800G攻关量产，1.6T处于研发攻坚阶段
  • 集益威（一级市场）：国产高速SerDes/混合信号平台型公司，聚焦112G量产与200G预研，已启动A股IPO辅导

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