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CPO 核心产品有哪些？光芯片、光引擎、光模块技术解析
派与
2026-01-30
4天前
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返回文章列表一、CPO技术发展历程 1.1 技术概念兴起与早期探索 CPO（Co-Packaged Optics，共封装光学）技术的概念最早可以追溯到2022年左右，但相关技术理念和初步探索实际上在更早时期就已经开始。2022年的OFC研讨会上，业界就已经开始讨论从可插拔光模块向CPO演变的必然性，但当时普遍认为这一过程不会一蹴而就。 CPO技术的核心思想是将光引擎（包括激光器、调制器、探测器等）与计算芯片（如ASIC、GPU、CPU）共同封装在同一基板或插槽上，实现光电一体化。这种设计可以将电信号传输距离从传统可插拔光模块的数十厘米缩短至毫米级，从而减少信号传输过程中的损耗和延迟，同时降低功耗。 1.2 技术演进路径 CPO技术的演进路径可以分为以下几个阶段： 传统铜缆互连阶段 ：这是最早的数据传输方式，主要依赖铜缆进行电信号传输。但随着数据传输速率的不断提高，铜缆的功耗高、带宽受限等问题逐渐凸显，无法满足高速数据传输的需求。 可插拔光模块阶段 ：为了解决铜缆互连的问题，可插拔光模块应运而生。这种光模块可以通过光纤进行光信号传输，相比铜缆具有更高的带宽和更低的损耗。但可插拔光模块仍然存在一些问题，如光模块与芯片之间的距离较远，信号传输路径较长，导致功耗和延迟仍然较高。 板载光学（OBO）阶段 ：在这个阶段，光引擎被直接集成到电路板上，缩短了光引擎与芯片之间的距离，提高了信号传输的效率和电气性能。但板载光学仍然存在一些局限性，如信号传输距离仍然较长，无法满足更高密度的数据传输需求。 近封装光学（NPO）阶段 ：近封装光学是CPO技术的过渡阶段，光引擎被放置在与芯片非常接近的位置，进一步缩短了信号传输距离，提高了光学高度。但近封装光学仍然受到信道损耗的限制，无法实现真正的紧密集成。 CPO阶段 ：这是CPO技术的最终阶段，光引擎与计算芯片实现了紧密集成，通过先进的封装技术（如2.5D封装、3D封装）将两者封装在同一基板上。这种设计可以实现毫米级的光电信号传输，有效解决了传统可插拔光模块在100G以上速率下的功耗、散热及空间限制问题。 1.3 技术发展现状 目前，CPO技术已经进入了商用元年，由AI算力驱动，800G光模块实现规模化应用，1.6T光模块开始起量，3.2T光模块加速研发。海外巨头与国内头部企业同步推进量产，订单与业绩逐渐兑现，国产化率快速提升。 在技术研发方面，国内外企业都取得了显著的进展。例如，英伟达在GTC 2025大会上展示了其COUPE光引擎，这些产品将成为首批交付的COUPE产品；博通也已将COUPE纳入其未来产品路线图，并推出了基于Tomahawk 6芯片的Davisson CPO交换机；英特尔在今年的英特尔晶圆代工直通车大会上公布了其CPO路线图，并概述了四阶段开发路线图。 国内企业在CPO技术研发方面也不甘示弱。例如，中际旭创的1.6T CPO光模块良率达到95%，已实现量产，并获得了英伟达、谷歌等巨头的订单；天孚通信1.6T光引擎良率维持高位，全球市场份额领先，订单周期持续拉长，深度绑定海外主流AI算力客户；长电科技基于先进封装平台的硅光引擎完成客户样品交付并通过测试，实现国内封测企业在CPO关键环节的重要突破。 Part.01技术发展历程 CPO技术从概念兴起到商用元年，经历了多个发展阶段。目前，CPO技术已经进入了量产阶段，成为AI算力驱动下的光通信革命的核心技术。 CPO技术发展历程，现代科技风，蓝黄主色调 图 | CPO技术发展历程 二、CPO核心产品介绍 2.1 光芯片 光芯片是CPO系统的核心部件，负责完成光电转换的核心功能。在CPO技术框架下，薄膜铌酸锂调制器、激光器芯片与硅光芯片是三类关键的光芯片产品。 薄膜铌酸锂调制器 ：薄膜铌酸锂调制器凭借其高带宽、低损耗特性，成为800G、1.6T光模块升级的关键，带宽可达200GHz，成为高速互联场景的优选方案。全球仅三家企业能规模化生产该芯片，其中一家中国公司通过自研+并购构建了芯片、器件、模块垂直链路，掌握了全球稀缺的TFLN芯片量产技术。 激光器芯片 ：大功率CW激光器是CPO光源系统的核心，相关公司如源杰科技、长光华芯等已在CW光源领域深度布局，为CPO技术引进提供了坚实基础。 硅光芯片 ：硅光芯片作为CPO技术的主流路径，近年来受到产业资本与研发机构的重点关注。硅光技术利用成熟的CMOS工艺在硅基衬底上制造光电器件，实现了电子与光子的单片集成，具有集成度高、成本可控等优势。国内企业如仕佳光子、光迅科技等在25G以上高速激光器芯片、AWG芯片等领域技术领先，产品已应用于400G、800G光模块，成为产业链关键环节。随着CPO技术向更高速率发展，硅光芯片的市场份额将持续扩大。据行业预测，到2027年硅光技术在高速光模块中的渗透率有望从目前的约25%提升至45%以上。 2.2 光引擎 光引擎是将光芯片、驱动芯片等核心器件集成的关键子系统，是CPO实现高密度集成、低功耗传输的核心载体，技术难点集中在精密耦合与集成封装。 天孚通信作为全球光引擎领域的龙头企业，1.6T光引擎产品良率保持行业领先水平，全球市场份额占据主导地位。凭借成熟的光学设计与精密制造能力，天孚通信成为海外云厂商与AI芯片企业的核心供应商，订单量持续攀升，产能同步适配客户需求扩张。 长电科技作为国内半导体封测龙头，依托先进封装技术平台，在硅光引擎领域实现关键突破，完成客户样品交付并通过性能测试，填补了国内封测企业在CPO硅光引擎环节的技术空白，为产业链提供国产化封测配套支持。 环旭电子凭借系统级封装的技术优势，推进CPO相关光引擎封装技术的研发与验证，产品良率达到量产要求，逐步切入头部客户的供应链体系。 2.3 CPO光模块 CPO光模块是将光引擎与计算芯片共同封装的最终产品，是实现高速数据传输的核心设备。CPO光模块具有低功耗、低延迟、高密度等优势，可以满足AI训练、高性能计算等场景对超高速数据交互的迫切需求。 目前，国内头部企业在CPO光模块领域已经取得了显著的进展。例如，中际旭创的1.6T CPO光模块良率达到95%，已实现量产，并获得了英伟达、谷歌等巨头的订单；新易盛的1.6T CPO光模块通过了亚马逊AWS认证，客户覆盖微软、谷歌、英伟达、亚马逊等；光迅科技的1.6T硅光模块已完成送样，针对CPO场景的专用铌酸锂调制器正稳步研发。 Part.02核心产品介绍 CPO核心产品包括光芯片、光引擎和CPO光模块，这些产品是CPO技术实现高速数据传输的关键。 CPO核心产品，现代科技风，蓝黄主色调 三、CPO产业链全解析 3.1 产业链结构 CPO产业链呈“上游器件-中游集成-下游应用”三层架构，价值重心向高壁垒的光芯片、光引擎与先进封装集中，AI算力与云厂商资本开支是核心驱动力。 上游 ：核心器件与设备，价值占比约40%-50%。主要包括光芯片、电芯片、光学组件、材料与设备等。其中，光芯片是价值最高、壁垒最强的环节，硅光、磷化铟、薄膜铌酸锂等是光芯片的主要技术路线。 中游 ：集成与封装，价值占比约30%-40%。主要包括光引擎、先进封装、模块制造与测试等。光引擎是CPO的核心，价值量占比超50%；先进封装技术（如2.5D封装、3D封装）是实现CPO的关键；模块制造与测试是将上游组件转化为CPO产品的重要环节。 下游 ：应用与系统集成，价值占比约10%-20%。主要包括交换机/芯片、云厂商/运营商、服务器/AI等。其中，英伟达、博通等巨头主导高端CPO交换机市场，国内新华三、锐捷网络等企业加速追赶。 3.2 产业链核心环节分析 光芯片环节 ：光芯片是CPO产业链的核心环节，技术壁垒最高，也是国产替代的重点领域。目前，国内企业在光芯片领域已经取得了一定的突破，但高端光芯片仍然依赖进口。例如，源杰科技在100G EML激光器芯片领域实现稳定量产，良率达到行业量产标准；长光华芯在100G EML芯片实现量产的基础上，推进更高规格产品的客户送样；仕佳光子依托在无源光芯片领域的优势，向有源光芯片领域拓展，CW激光器等相关产品实现小批量交付。 光引擎环节 ：光引擎是CPO产业链的核心子系统，头部企业占据全球主导地位。天孚通信作为全球光引擎领域的龙头企业，1.6T光引擎产品良率保持行业领先水平，全球市场份额占据主导地位；长电科技在硅光引擎领域实现关键突破，完成客户样品交付并通过性能测试；环旭电子推进CPO相关光引擎封装技术的研发与验证，产品良率达到量产要求。 封装材料与基板环节 ：封装材料与基板是CPO产业链的基础配套环节，高端材料需求持续增长。随着CPO量产规模的扩大，相关高端材料的市场需求同步增长。例如，三环集团的氧化铝、氮化铝陶瓷基座产品凭借优异的散热与高频性能，成为CPO光引擎的核心封装材料；生益科技在高频覆铜板领域具备全球竞争力，其相关产品通过海外头部AI企业认证，成为CPO封装基板的核心材料供应商。 光纤及光学组件环节 ：光纤及光学组件是CPO信号传输的重要载体，近三个月受益于全球AI数据中心建设提速，相关产品需求持续上升。长飞光纤作为全球光纤光缆龙头，其低损耗单模光纤适配CPO数据中心互联场景，订单量实现稳步增长；亨通光电在数据中心用光纤领域持续发力，推进多芯光纤等新型产品的技术突破，适配高密度算力互联的需求。 3.3 产业链竞争格局 上游 ：高端光芯片（25G+ EML）国产化率<15%，依赖美日企业。国内企业在光芯片领域的技术实力不断提升，但与国际巨头相比仍存在一定差距。 中游 ：中国企业在800G/1.6T CPO模块封装与制造领域全球领先，CR5约72%。国内头部企业凭借技术与规模优势，在全球市场占据重要地位。 下游 ：英伟达、博通主导高端CPO交换机市场，国内新华三、锐捷网络等企业加速追赶。国内企业在交换机领域的技术实力不断提升，但与国际巨头相比仍存在一定差距。 Part.03产业链全解析 CPO产业链呈“上游器件-中游集成-下游应用”三层架构，价值重心向高壁垒的光芯片、光引擎与先进封装集中。 CPO产业链结构，现代科技风，蓝黄主色调 四、A股CPO龙头上市公司分析 4.1 中际旭创 (300308)：全球光模块“一哥”，CPO技术领军者 核心优势 ：中际旭创是全球光模块行业的龙头企业，市场统治力极强。全球光模块市占率25%-30%，800G产品市占率超40%，1.6T市占率超50%，稳居全球第一梯队。公司技术壁垒深厚，是全球唯一实现硅光芯片设计-封装-测试全链条自主化的企业，自研12nm硅光芯片良率达95%，技术迭代速度行业领先。此外，公司与英伟达等巨头客户绑定紧密，英伟达1.6T模块80%的订单来自中际旭创。 业绩亮点 ：2025年前三季度，中际旭创实现净利润71.32亿元，同比增长90.05%。1.6T光模块的放量驱动了公司业绩的高增长。 核心逻辑 ：随着AI算力的不断升级，光模块与GPU的用量比不断提升，1.6T/3.2T光模块成为刚需，中际旭创作为全球光模块龙头，业绩确定性极强。 4.2 新易盛 (300502)：北美云巨头核心供应商 核心优势 ：新易盛是北美云巨头的核心供应商，800G光模块批量供货，1.6T光模块通过亚马逊AWS认证，客户覆盖微软、谷歌、英伟达、亚马逊等。公司在硅光+CPO双布局，1.6T产品性价比突出，北美客户粘性强。 业绩亮点 ：2025年上半年，新易盛实现净利润37-42亿元，同比增长328%-385%，毛利率35%+。 核心逻辑 ：北美云厂商算力扩容，1.6T光模块需求爆发，新易盛深度受益订单与涨价双红利。 4.3 天孚通信 (300394)：CPO光引擎隐形冠军 核心优势 ：天孚通信是全球光引擎领域的龙头企业，光引擎全球市占率超60%，是英伟达光引擎的核心供应商，份额约65%。公司1.6T光引擎通过英伟达GB200认证，泰国基地月产10万只，光引擎毛利率48.5%+。 业绩亮点 ：2026年，天孚通信光引擎订单或超5亿，OSA/TO封装、光隔离器等器件市占率高。 核心逻辑 ：CPO模块光引擎价值量提升，量价齐升，天孚通信绑定龙头客户，增长有保障。 4.4 仕佳光子 (688313)：AWG芯片国产替代先锋 核心优势 ：仕佳光子是全球AWG芯片领域的第二大厂商，1.6T AWG芯片全球市占率约30%，是中际旭创、华工科技等头部企业的核心供应商，打破了海外垄断。公司核心PLC AWG芯片实现自主研发，具备显著成本优势；光芯片与光器件相关收入占比高达70.5%，2025年前三季度净利润同比暴涨727.74%。 核心逻辑 ：1.6T CPO波分复用刚需AWG芯片，国产替代加速，芯片价值量提升，仕佳光子深度受益。
