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1、1/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告行業研究報告慧博智能投研CPO技術深度：市場現狀、發展展望、產業技術深度：市場現狀、發展展望、產業鏈及相關公司深度梳理鏈及相關公司深度梳理在當今數字化浪潮席卷全球的時代，數據量呈爆炸式增長，對高速、高效的數據傳輸需求愈發迫切。CPO（共封裝光學，Co-Packaged Optics）技術作為光通信領域的關鍵創新，正逐漸成為推動行業發展的核心力量。它打破了傳統光通信模塊的架構模式，通過將光引擎和交換芯片進行更緊密的集成，在提升數據傳輸速率、降低功耗以及提高系統集成度等方面展現出了卓越的性能。今天我們就將對 CPO 這種

2、技術進行詳盡地分析與梳理，試圖從市場現狀、CPO 技術優勢和光模塊 CPO 驅動因素等基礎層面對 CPO 技術進行梳理，并從產業鏈、市場機遇、相關企業市場發展的視角，對 CPO 技術所將帶來的市場層面的產業機遇及相關企業布局進行相應分析。同時，也會立足發展的視角，對 CPO技術后續的發展進行合理展望，以期幫助大家更為全面地了解 CPO 技術面貌，加深大家對相關層面知識的認知。目錄目錄一、市場現狀.1二、CPO 技術優勢.9三、光模塊 CPO 驅動因素.13四、產業鏈分析.16五、市場機遇.18六、相關公司.19七、發展展望.22八、參考研報.26一、一、市場現狀市場現狀1、CPO 是一種新型的

3、光電子集成技術是一種新型的光電子集成技術光電共封裝（光電共封裝（Co-PackagedCo-Packaged OpticsOptics，CPOCPO）是一種新型的光電子集成技術）是一種新型的光電子集成技術。光電共封裝基于先進封裝技術將光收發模塊和控制運算的專用集成電路（ASIC）芯片異構集成在一個封裝體內，形成具有一定功能的微系統。光電共封裝技術進一步縮短了光信號輸入和運算單元之間的電學互連長度，在提高光模塊和ASIC 芯片之間的互連密度的同時實現了更低的功耗，是解決未來大數據運算處理中海量數據高速傳輸問題的重要技術途徑。2/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研

4、究報告單比特成本和功耗的降低需求持續催化單比特成本和功耗的降低需求持續催化相關相關技術發展技術發展。根據 Cisco 數據，20102022 年全球數據中心的網絡交換帶寬提升了 80 倍，背后的代價是交換芯片功耗增加約 8 倍，光模塊功耗增加 26 倍，交換芯片串行器/解串器（SerDes）功耗增加 25 倍。由于光接口依賴于數?；旌系?SerDes 技術，其能效演進低于 ASIC 部分，光接口的單比特成本和功耗下降的速率遠落后于交換機 ASIC 部分，為了進一步降低功耗，需要通過縮短 SerDes 的距離或者減少 SerDes 的數量來降低功耗，因此在光互聯的系統結構上出現了很多新型技術如

5、OBO、NPO、CPO 等。lUcZgWuXlXrQnPaQ8Q9PpNqQtRtOeRrRnPjMpOoO6MmMxOuOnMqOxNmPtQ3/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告1995 年以來，可插拔光模塊已被行業廣泛使用，這些可插拔光模塊安裝在 PCB 邊緣，ASIC 在封裝基底上，PIC/EIC 與 ASIC 芯片之間的距離是最遠的，走線較長，寄生效應明顯，存在信號完整性問題，且模塊的體積較大、互連密度低、多通道功耗較大。2018 年以來，板載光學（OBO）將光模塊的關鍵組件，如光引擎/電引擎安裝在與封裝 ASIC 相同的 PCB上，并圍繞封裝

6、 ASIC 的四周排列，該方案使用 PCB 來連接封裝 ASIC 和光引擎/電引擎。較可插拔光模塊方案，PIC/EIC 與 ASIC 之間的距離縮短，功率和電氣性能方面有所改進。目前 OBO 已被部署于在特定需要比可插拔光學更高帶寬密度的場景中，如 IBM Power 775 互連和 Atos/BullBXI 互連等，且多基于多模光學。COBO 聯盟完成了一個針對板載光學的 MSA，包括關于八通道和十六通道（電氣）板載光模塊的規格，每通道最高可達 56Gb/s。2020 年以來，業界提出近封裝光學（NPO），將光引擎放置在與封裝 ASIC 相鄰的可選光學基板旁，集成在同一高性能基板上，使用高性

7、能基板來連接封裝 ASIC 和光引擎。根據 OIF 定義，NPO 中 ASIC 和光學之間的長度可以達到 150mm，同時將信道損耗限制在 13dB 以內。2023 年以來，自 Intel 和 Broadcom 推出 CPO 產品后，CPO 得到進一步重視，其中光引擎（不包括光學基板）被放置在 ASIC 芯片的同一共封裝基板的四周。此前業界已開始圍繞 CPO 標準的建立共識，其中美國、中國和歐洲在標準化倡議方面走在了前列，包括光互聯論壇（OIF）、機載光學聯盟（COBO）、國際光子學與電子委員會（IPEC）和中國計算機互聯技術聯盟（CCITA）在內的組織在實施 CPO 標準方面取得了實質性進展

8、，根據 OIF 規定，CPO 將光引擎和 ASIC 的距離限制在 50mm 以內，信道損耗限制在10dB 以內。由于跨度更短和損耗降低，CPO 具有更低的功耗。根據 Broadcom 的數據，可插拔光模塊的功耗從 15pJ/bit 到 20pJ/bit 不等，而 CPO 系統的功耗可以降低 50%以上，達到 5pJ/bit 到 10pJ/bit 的范圍。仿真結果表明，使用全對全通信模式時，時間縮短了 40%。通過在交換機和服務器中實施 CPO 技術，可以將網絡容量增加 2 倍，同時將交換機數量減少 64%。4/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告2、CPO

9、：短期仍處于概念驗證階段：短期仍處于概念驗證階段目前目前 CPOCPO 還有許多亟待解決的關鍵技術問題需要突破還有許多亟待解決的關鍵技術問題需要突破，例如如何選擇光引擎的調制方案、如何進行架構光引擎內部器件間的封裝以及如何實現量產可行的高耦合效率光源耦合。短期來看，CPO 設備總體仍處于概念驗證階段，僅博通博通有小批量試點博通此前其與騰訊騰訊合作，博通將提供 256Tbps HumboldtCPO 交換設備，采用博通 Tomahawk4 交換芯片，直接與 4 個 32TbpsSCIP 光學引擎耦合和共封裝；OFC2023 上，博通展示了基于 Tomahawk5 的 CPO 方案（Bailly）

10、。3、國外、國外各主流芯片廠商積極布局各主流芯片廠商積極布局 CPO 技術路線，方案百花齊放技術路線，方案百花齊放（1）AMD：與：與 Ranovus 合作合作20202020 年年 OFCOFC：Ranovus 首次展示了其共封裝光學器件（CPO）的初步方案，利用其多波長 quantum dotlaser（QDL）和磁共振器技術創建了 Odin 系列硅光子學引擎，包含了用于 800Gbps 可插拔光模塊的Odin8 及適用于 51.2Tbps 以太網交換機的 Odin32。Odin 引擎包括一個 1550 納米 QDL、100Gbps 基于硅光子學的磁共振調制器和光電探測器、一個 100Gb

11、ps 驅動器（Driver）、100Gbps 跨阻放大器（TIA）、和控制電路。與當時的替代方案相比，Odin 器件的功耗/Gbps 降低了 50%，成本/Gbps 降低了 75%。20212021 年年 OFCOFC：Ranovus 宣布推出第二代 CPO 光學引擎，與第一代產品相比，Odin Analog-Drive CPO 2.0光學引擎可顯著節省成本和功耗。新版本的 Odin 利用了模擬驅動方法，而不是上一代的數字驅動，模擬方法消除了對重定時器的需求，因此將成本和功耗降低了 40%，并減少了芯片占用空間。新型 Odin 還利用了該公司基于硅光子學的 100Gbps 微環諧振器調制器和光

12、電探測器、100Gbps 驅動器、100Gbps 跨阻放大器（TIA）和控制電路，封裝在單個電子光子 IC（EPIC）中。5/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告20222022 年年 OFCOFC：Ranovus 宣布與 AMD 合作，展示 Xilinx Versal 自適應計算加速平臺（ACAP）的 CPO 實現。Ranovus 表示，該演示利用了 RanovusOdin800-Gbps CPO2.0 技術，并涉及 AMD（收購了 Xilinx）當時正在向客戶發貨的產品設計。Xilinx Versal ACAP 將標量處理元件、矢量處理元件和可編程邏輯

13、整合到單個器件中，旨在滿足復雜的云、網絡和邊緣應用的需求。CPO 的實施旨在降低功耗和成本，并簡化電路板布線。AMD 向客戶提供的組合只需要 800Gbps 的 I/O，這意味著只有一個單片 ODIN 芯片;但是根據Ranovus，兩家公司已經合作設計了一種帶有兩個晶片的設計，以滿足未來潛在的 I/O 要求。將 RanovusOdin 與 Xilinx Versal 共同封裝是一項重大進步，它使數據中心客戶能夠為下一代工作負載構建高效且經濟高效的系統。20232023 年年 OFCOFC：基于兩家公司在 OFC2022 上推出的 CPO 演示，Ranovus 和 AMD 演示了 AMD 的 V

14、ersal 自適應SoC 與 Ranovus 的 Odin800G 直接驅動光學引擎以及第三方 800GDR8+重定時可插拔模塊的互操作性演示。Ranovus 的低延遲 Odin 光學引擎基于 Global Foundries 的 Fotonix 單片 RF/CMOS 硅光子學（SiPh）平臺構建。它利用公司的 RFCMOS、硅光子學、激光器和先進封裝技術進行批量生產。根據 Lightcounting，Ranovus 對 CPO 和可插拔模塊之間互操作性的演示是一個關鍵證明，證明他們的互連技術支持超大規模企業在優化 AI/ML 工作負載數據中心時所尋求的靈活性和可擴展性以及最低的功耗。（2）博

15、通：積極推動博通：積極推動 CPO 技術從交換機側向服務器側滲透技術從交換機側向服務器側滲透20212021：根據 LightCounting 新聞，2021 年 1 月 12 日，Broadcom 推出了配備 CPO 光學器件的下一代交換芯片系列，第一款 25.6TbHumboldt 將于 2022 年底上市，一年后將推出 51.2TBailly。Broadcom 還宣布了基于硅光子集成電路（PIC）的 800GDR8 可插拔收發器，并與 DSP 共同封裝，以及未來將光學器件與CPU 和 GPU 共同封裝的計劃。Broadcom 很少在發貨之前就宣布產品，但這是一個特例。6/262025 年

16、年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告20222022 年年 OFCOFC：根據博通官網，博通展示了與 Tomahawk4 交換芯片共同封裝的 800Gb/s 光學引擎，對博通而言這是一個很小但至關重要的里程碑，因為他們開始交付能夠在超大規模網絡中運行的產品。OCP2022OCP2022：根據博通官網及 lightwaveonline，博通在 OCP2022 上展示了 CPO 進展，并宣布與騰訊騰訊和銳捷銳捷建立戰略合作伙伴關系，在超大規模數據中心內部署世界上第一個基于 Tomahawk4 的 25.6T HumboldtCPO 系統，而騰訊的合同制造合作伙伴銳捷網絡將構建

17、交換機平臺。Humboldt CPO 交換器件將 Broadcom的 StrataXGS Tomahawk 4 開關芯片與四個直接耦合和共同封裝的 3.2Tbps 硅光子學小芯片封裝（SCIP）光學引擎相結合。7/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告20232023 年年 OFCOFC：博通展示了世界上第一個基于 Tomahawk5 的 51.2T Bailly CPO 原型系統，還演示了一個功能齊全的基于 Tomahawk4 的 25.6T Humboldt CPO 系統?；?Tomahawk5 的 51.2TBaillyCPO 標志著博通推出了全 C

18、MOSEIC，包括非常低功耗的 TIA，以及 PIC 上單片集成的光學 MUX/DEMUX。博通將光引擎帶寬從 Humboldt 的 3.2T 增加到 Bailly 的 6.4T，以便可以提供全光 51.2CPO 交換機解決方案，預計將光互連功率進一步降低到每 800G5.5W。20242024 年年：2024 年 3 月份，博通宣布向其客戶交付了業界第一臺 51.2T 的共封裝光學（CPO）以太網交換機。該產品集成了 8 個基于硅光子學的 6.4Tbps 光學引擎和博通 Tomahawk5 交換芯片。與可插拔光模塊解決方案相比，CPO 使光互連的功耗降低了 70%，使整個交換機功耗降低了大約

19、 30%。博通表示，一個800G 模塊將消耗 13-15W 的功率，而使用 CPO 并消除 DSP 復雜性等因素，功耗能降至 4.8W 以下。未來未來：博通正在嘗試將 CPO 技術從交換機進一步拓展到算力芯片，CPO 可以實現更大規模的擴展域。相比交換芯片的 CPO 封裝，GPU 會更加復雜，涉及到更多的 HBM 和更多的計算塊。當前，一套設備具備64x100G，兩套設備可實現 12.8T，未來有望提升到 102.4T 的高帶寬。（3）IBM：與：與 Finisar 合作開發合作開發 MOTIONIBMIBM 與與 FinisarFinisar 合作開發合作開發 MOTIONMOTION（Mu

20、lti-wavelengthMulti-wavelength OpticalOptical TransceiversTransceivers IntegratedIntegrated onon NodeNode）。值得關注的是其激光光源的 2：1 冗余備份設計，適用于 LGA 及焊接試組裝以提高其整體系統可靠性，不同于博通目前選擇的外置可插拔光源的方案。8/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告（4）英特爾：以光計算互連（英特爾：以光計算互連（OCI）為最終目標）為最終目標英特爾英特爾 20202020 年起布局年起布局 CPOCPO，并且以以光計算互連（，

21、并且以以光計算互連（OCIOCI）為最終目標）為最終目標。英特爾深耕硅光子學領域多年，此前專注于硅光子學的可插拔光收發器和微環調制器技術的研發。自 2020 年起，它開始布局在 CPO 領域，以光計算互連（OCI）為目標，并利用其獨特的硅光子學工藝平臺開發基于微環調制器的 CPO 系統。在 OFC2024 上，該公司展示了其最新的 OCI 進展。每個 PIC 有 64 個光通道，單鏈路信號速率為 32Gbps，整體信號帶寬為 2Tbps（雙向帶寬為 4Tbps），鏈路誤碼率小于 1e-12。此外，英特爾還開發了一種獨特的可插拔光連接器，可以在封裝前篩選 PIC 芯片以提高良率，為 CPO 的大

22、規模量產奠定了基礎。9/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告4、國內廠商也加緊跟進產業布局、國內廠商也加緊跟進產業布局國內大廠跟進國內大廠跟進：國內華為華為、騰訊騰訊、阿里阿里等大廠也高度重視 CPO 技術的發展，積極開展相關設備的儲備和采購工作，將其應用于自身的超算業務中，同時通過與國內產業鏈上下游企業的緊密合作，促進了 CPO技術在國內的快速發展，提升了國內在該領域的技術水平和產業競爭力，為 CPO 技術的國產化進程奠定了堅實基礎。光模塊廠商布局光模塊廠商布局：頭部光模塊廠商敏銳捕捉到 CPO 技術的發展機遇，近幾年相繼推出共封裝光學 CPO 方案，在

23、技術研發和產品創新方面持續發力。光通信上下游產業鏈廠商如聯特科技聯特科技、銳捷網絡銳捷網絡、旭創旭創、通通宇通訊宇通訊、中京電子中京電子、天孚通信天孚通信、羅博特科羅博特科、新易盛新易盛、光迅科技光迅科技、德科立德科立、仕佳光子仕佳光子、亨通光電亨通光電、劍橋科劍橋科技技、博創科技博創科技等多家企業也紛紛透露有 CPO 相關技術研發或業務布局，涵蓋了從芯片制造、模塊封裝到系統集成等各個環節，形成了較為完整的產業鏈生態，共同推動著 CPO 技術的產業化發展和應用普及。二、二、CPO 技術優勢技術優勢1、技術原理、技術原理把硅光模塊和 CMOS 芯片用高級封裝的形式耦合在背板 PCB 上，將激光器

24、、調制器、光接收器等光學器件封裝在芯片級別上，直接與芯片內的電路相集成，使光引擎和電交換芯片共同封裝在一起，縮短交換芯片與光引擎之間的距離，從而提高電信號在芯片和引擎之間的傳輸速度。2、技術變化、技術變化CPO 技術與傳統光模塊相比，在元器件的使用上有以下變化：（1）減少的元器件減少的元器件部分有源光器件部分有源光器件：如傳統光模塊中的一些分立的激光器芯片、探測器芯片等有源光器件，在 CPO 技術中，光引擎集成了多種光器件，使得部分分立的有源光器件需求減少。部分機械組件部分機械組件：傳統光模塊中的一些機械結構件，如用于固定光器件和連接光纖的復雜機械結構等，在CPO 技術中，由于光芯片和電芯片直

25、接封裝在一起，部分機械組件因直接集成到 CMOS 襯底上而需求減少。部分信號處理芯片部分信號處理芯片：傳統光模塊中的 DSP 芯片在 CPO 中可能不再需要，因為 CPO 方案將光引擎和交換芯片緊密封裝在一起，可通過交換芯片或其他集成方式實現信號處理功能，減少了對獨立 DSP 芯片的需求。（2）增加的元器件增加的元器件光引擎光引擎：這是 CPO 技術中的關鍵部件，集成了多種光器件，如激光器、探測器、調制器、濾波器等，實現光信號的產生、傳輸、調制和解調等功能。硅光芯片硅光芯片：隨著硅光集成技術在 CPO 中的應用，硅光芯片的使用增加，它能夠在硅基材料上實現光學器件的集成，提高了集成度和性能。薄膜

26、鈮酸鋰調制器薄膜鈮酸鋰調制器：可以用來制造薄膜鈮酸鋰調制器，能夠直接集成到 ASIC 旁邊，實現數據的高速光傳輸，顯著降低信號傳輸的延遲和功耗，提升數據中心和高性能計算系統的效率。10/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告高速電互連結構高速電互連結構：為了實現光引擎和交換芯片之間的高速電信號傳輸，需要采用更先進的高速電互連結構，如 TSV（硅通孔）等 3D 垂直封裝結構或類似于 co-packaged 的架構，以保證信號的完整性和傳輸效率。3、CPO 技術可顯著降低功耗及信號延遲，技術可顯著降低功耗及信號延遲，被認為是解決被認為是解決 AI 時代大數據高時

27、代大數據高速傳輸的關鍵技術速傳輸的關鍵技術CPO（Co-Packaged Optics，共封裝光學）技術通過將電子集成電路（EIC）和光子集成電路（PIC）進行共封裝，大幅縮短了交換芯片和光引擎間的距離-將高速電氣串行器/解串器(SerDes)鏈路的距離縮短至幾毫米，從而降低 I/O 的總功耗和發熱量，顯著降低信號延遲，提高帶寬密度并改善信號完整性。CPO 可以顯著降低功耗及信號延遲。CPOCPO 交換機內部核心價值環節主要包括交換機內部核心價值環節主要包括：OE 光引擎光引擎：光引擎是整個 CPO 系統中負責光電轉換的核心有源器件，通過 2D、2.5D 或 3D 封裝的形式，將 PIC 光芯

28、片與 EIC 電芯片封裝在一起。2D 封裝：將 PIC 和 EIC 水平并列在 PCB 上，通過引線鍵合或倒裝芯片連接。這種方法可以單獨設計制備EIC 和 PIC，靈活性高、成本效益高，但是 PIC 及 EIC 的電互聯較長，高頻信號會發生明顯衰減，且尺寸較大。2.5D 封裝：將 PIC 與 EIC 倒裝在中介層上，兩者之間有毫米級連接，再通過中介層的金屬實現 PIC 與EIC 的互聯，中介層與封裝基板或 PCB 板相連。2.5D 封裝是一種較為折中的方案，在性能、成本與制造周期之間取得了平衡。11/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告3D 封裝：通過硅穿

29、孔（TSV）、凸點（Bumping）、重布線（RDL）等先進的半導體封裝技術，將 PIC 直接作為中介層，將 EIC 垂直方向進行垂直互聯。能夠實現更短的距離、更高的氣密性、更高頻的性能及更低的功耗，但實現難度也更大。ELS 外置光源外置光源：External laser source 外置激光光源，現階段的 CPO 交換機將激光源與 PIC 分離成一個獨立模塊，外置激光光源可插拔，后期維護簡單、靈活。ELS 內部由若干個 CW 激光器芯片組成。12/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告FAU 光纖陣列光纖陣列：FAU 用于將光纖與光引擎進行精確的耦合對齊

30、，減少信號損失，提高數據傳輸效率。MPO 連接器連接器：用于普通光纖 SMF 與保偏光纖 PMF 的連接，高芯數的 MPO（如 16 芯 MPO）可以有效縮減前面板所需端口數量。FiberFiber ShuffleShuffle 光纖柔性板光纖柔性板：CPO 交換機中有成百上千根光纖（包括 SMF 及 PMF），需要解決這些光纖在交換機空間內部布線的問題，所以在光引擎及前端面，通過光纖柔性光背板 Shuffle 的方式可以解決高密度光纖的問題。柔性光背板結合 MT 光纖接頭，來自定義光纖的路由線路，以支持光纖的分配和處理。13/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告

31、研究報告PMFPMF 保偏光纖保偏光纖：保偏光纖的全稱為 Polarization Maintaining Fiber，由于 CPO 光引擎對光的偏振狀態非常敏感，需要光源保持激光偏振態。保偏光纖可以使光在光纖中僅沿著一個偏振方向傳播，以此保證信號的穩定性。CPOCPO 交換機能夠顯著降低集群功耗交換機能夠顯著降低集群功耗。根據博通博通官網，博通推出 51.2TbpsCPO 交換產品 Bailly，采用 2.5D封裝方案，該產品包含 8 個 6.4TBailly 硅光引擎（(64x 100 GbpsFR4)）和 Tomahawk5 交換芯片，可以實現 30%的功耗下降。同時，根據博通在 ECO

32、C2024 上的演講，相比于傳統可插拔光模塊的方案，使用CPO 方案可以讓一個 NVL576（B200）架構集群的功耗由 16.2kw 降低至 7.1kw，讓一個由 30528 張 GPU 組成的 AI 集群功耗由 832kw 降低至 366kw。CPO 作為一種新型光電子集成技術，通過將光引擎與交換芯片近距離互連，能縮短光信號輸入和運算單元間的電學互連長度，具有高帶寬密度、低功耗、高集成度、低延時、小尺寸等優勢，并可通過半導體制造技術實現規?；a，被認為是解決 AI 時代大數據高速傳輸的關鍵技術。三、三、光模塊光模塊 CPO 驅動因素驅動因素1、CPO 技術成為技術成為 2024 年年 8

33、00G 模塊規?；瘧玫闹匾夹g路徑模塊規?；瘧玫闹匾夹g路徑由于 800G 和 1.6T 可插拔模塊利用了 100G 和 200G 單波長光學器件的優勢，隨著大算力應用場景的滲透，可以在 QSFP-DD 和 OSFP-XD 封裝中實現技術和成本效益。但是在所需的電氣和光學密度、熱管理和能源效率方面，可插拔封裝在支持 6.4T 和 12.8T 容量方面的能力將受到限制。由于采用離散電氣器件，功耗和熱管理正在成為未來可插拔光學的限制因素。使用硅光子學技術平臺的共封裝（CPO）旨在克服上述挑戰。Yole 預計可插拔技術在未來 10 年可能發生整合，而 CPO 市場將形成多供應商的商業模式。CPO

34、 是一種創新方法，將光學器件和 ASIC 緊密結合在一起。在當今的技術下，使用 16 個 3.2Tbps 光模塊環繞 50T交換芯片具有挑戰性，因此近封裝光學(NPO)通過使用位于主機板上的高性能 PCB 基板(一種 interposer)來解決這一問題，而 CPO 則是在多芯片模塊基板上使用模塊環繞芯片。雖然 NPO interposer 的空間更大，使芯片和光模塊之間的信號路由更容易，同時仍能滿足信號完整性要求，但是 CPO 的模塊與主機ASIC 的距離更近，可以實現更低的信道損耗和功耗。14/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告2、數據流量及數據交匯

35、量的增長推動光模塊市場發展數據流量及數據交匯量的增長推動光模塊市場發展根據 IDC 數據，全球數據流量由 2015 年的 8.59ZB（ZB 指澤字節，代表十萬億億字節）增長至 2019 年的 41ZB，預測 2025 年將增長至 175ZB，CAGR2015-2025 達 35.18%。傳統的光通信設備難以滿足高速率、大容量的數據流量的計算、存儲、處理與傳輸需求，由此推動光通信設備向大容量、高速率方向實現技術升級和應用。15/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告3、AI 高算力傳輸需求驅動數據傳輸速率朝向高算力傳輸需求驅動數據傳輸速率朝向 400G 及更

36、高演進及更高演進AIAI 高算力傳輸需求驅動數據傳輸速率朝向高算力傳輸需求驅動數據傳輸速率朝向 400G400G、600G600G、800G800G 甚至更高演進甚至更高演進。光纖通信(FOC)技術在過去的 25 年里取得了巨大發展，可用的商業光纖鏈路的最高容量從 20 世紀 90 年代的 2.5-10Gb/s 發展到如今的 800Gb/s。同時流媒體超高清（UHD）視頻驅動網絡流量一直以驚人的速度增長，并且跨越了從長途、移動訪問到 DC 內網絡的所有網絡架構，催漲更高的數據吞吐量需求。受到大型云服務運營商大量采用昂貴的高數據速率 400G 和 800G 模塊以及國家電信運營商對 5G 網絡無

37、線光收發模塊的高需求的推動，2021 年光收發模塊市場規模約為 102 億美元，預計在 2027 年將達到 247 億美元，CAGR2021-2027為 16%。具體來看，數通領域光收發模塊包括以太網、AOC/EOM 以及 CPO/OBO 光收發模塊；電信領域光收發模塊包括波分復用設備、PON 設備以及無線前中回傳設備光收發模塊，其中以太網光收發模塊與 CPO/OBO 光收發模塊市場規模的 CAGR2021-2027分別為 20%與 84%，增速較快。16/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告以太網光收發模塊作為光收發模塊最大細分市場，LightCount

38、ing 指出，全球 TOP5 的云廠商，阿里巴巴、亞馬遜、Facebook、谷歌和微軟在以太網光收發模塊上的支出將由 2020 年的 14 億美元增長到 2026 年的超過 30 億美元，800G 光模塊將從 2025 年底開始主導這一細分市場。另外，谷歌計劃在 4-5 年后開始部署 1.6T 模塊。4、更高數據傳輸速率的光模塊催漲配套光通信器件需求更高數據傳輸速率的光模塊催漲配套光通信器件需求目前目前 400GbE400GbE 的部署正在數據中心網絡中迅速展開的部署正在數據中心網絡中迅速展開。目前許多云提供商和電信運營商在尋求 800Gbps 光生態系統來提高帶寬容量以跟上不斷增長的數據需求

39、，800G 光模塊可支持更多配置，如 2 倍 400GbE、4倍 200GbE 或 8 倍 100GbE。當今的現代以太網交換機專用集成電路（ASIC）提供 25.6Tb/s 的總容量，以50GbpsSerDes（串行/解串）通道速率運行，由 50GPAM-4 調制技術驅動。在線卡中，通常需要重新定時器將 PAM-4 數據從交換機同步到光纖接口。在 400G 光模塊中，可以使用額外的硅齒輪箱芯片將 50GPAM-4 電輸入和輸出（I/O）轉換為每波長 100G 的光學 I/O，以連接到 100G 單波長光學器件。到 2023 年的下一代 ASIC 芯片將提供 51.2Tb/s 的總容量，并以

40、100GbpsSerDes 通道速率運行。因此，以太網交換機ASIC 的升級在簡化開關系統內的電光轉換并加速高速光模塊的交換的同時，催漲配套光通信器件及相關芯片需求。四、產業鏈分析四、產業鏈分析1、產業鏈概況、產業鏈概況CPO 產業鏈結構主要包括上游、中游及下游，具體如下：上游：原材料與設備供應上游：原材料與設備供應光芯片：包括激光器、探測器等，是 CPO 技術的核心部件之一。代表性企業有長光華芯長光華芯、仕佳光子仕佳光子等。光器件：如光模塊、光連接器等，用于實現光信號的傳輸和轉換。相關企業包括天孚通信天孚通信、太辰光太辰光等。光材料：包括硅光材料、光纖材料等，是制造光芯片和光器件的基礎。光庫

41、科技光庫科技、天通股份天通股份等是該領域的代表。生產設備：如光刻機、刻蝕機、封裝設備等，用于光芯片和光模塊的制造。德龍激光德龍激光、羅博特科羅博特科等企業在此領域有所布局。中游：中游：CPOCPO 產品設計與制造產品設計與制造光模塊制造：將光芯片、光器件等集成到光模塊中，形成完整的 CPO 產品。中際旭創中際旭創、新易盛新易盛等企業在光模塊制造方面具有較強的實力。封裝測試：對制造完成的 CPO 模塊進行性能檢測和驗證，確保其符合設計要求和應用需求。封裝測試環節對產品的質量和可靠性至關重要。下游：應用領域及最終用戶下游：應用領域及最終用戶17/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度

42、深度|研究報告研究報告數據中心：CPO 技術可以實現更高的數據密度和更快的數據傳輸速度，應用于高速網絡交換、服務器互聯和分布式存儲等領域。例如，Facebook 在其數據中心網絡中采用了 CPO 技術。人工智能：在 AI 領域，CPO 技術有助于提高算力和能效比，成為高能效解決方案之一。云計算：通過 CPO 技術，云計算平臺可以實現更高的數據傳輸速度和更低的功耗。微軟微軟的 Azure 平臺就采用了 CPO 技術。5G 通信：CPO 技術在 5G 通信系統中可以實現更快的無線數據傳輸和更穩定的網絡連接。華為華為等企業在5G 通信領域積極應用 CPO 技術。2、市場競爭格局、市場競爭格局CPO

43、主要涉及三類核心技術挑戰：高密度的光電（驅動）芯片設計技術、高密度及高帶寬的連接器技術、封裝和散熱技術。CPOCPO 技術存在壁壘，進入門檻較高技術存在壁壘，進入門檻較高。目前整個產業鏈環節以海外廠商為主導，全球主要有博通、英目前整個產業鏈環節以海外廠商為主導，全球主要有博通、英特爾、特爾、RanovusRanovus、英偉達、英偉達、AyarLabsAyarLabs 等少數公司具備向市場提供專有解決方案的內部能力等少數公司具備向市場提供專有解決方案的內部能力。博博通通2021 年宣布進軍 CPO 領域，2022 年 8 月宣布國內廠商騰訊騰訊和銳捷網絡銳捷網絡成為該領域的合作伙伴。在HotC

44、hips2024 大會上，博通展示了帶有光學附件的 AI 計算 ASIC，通過結合 CPO 技術，將計算ASIC 與光學模塊和高帶寬內存封裝在一起，提供了更高的計算密度和更低的功耗。思科思科預計 CPO 的18/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告試用部署與 51.2Tb 交換周期一致，然后在 101.2Tb 交換周期內進行更大規模的采用。英偉達英偉達同時布局交換機側及 GPU 側 CPO。英偉達通過戰略投資 AyarLabs、TSMC 構建硅光平臺、芯片共封裝能力，計劃 2025 年左右通過 CPO 技術實現 GPU 芯片與 NVSwich 芯片之間的光

45、連接。國內方面，在光引擎、激光光源及最后的組裝環節有望加速突破國內方面，在光引擎、激光光源及最后的組裝環節有望加速突破。光引擎方面，由于光引擎中除了硅光芯片還需要 FAU 等無源器件，國內廠商例如天孚通信天孚通信提供光通信系統中所需的各種光源組件，如激光器、光放大器等，有望憑借其豐富的無源器件產線進入供應鏈。激光光源方面，國內廠商如源杰科技源杰科技有望通過成本優勢進入供應鏈。CPO 組裝環節，國內廠商如新華三新華三、銳捷網絡銳捷網絡作為國內市占率領先的交換設備廠商有望為國內客戶提供基于博通等方案的 CPO 設備。國內廠商新華三已經發布了 800GCPO 硅光數據中心交換機；銳捷網絡發布了 51

46、.2Tbit/s 的 CPO 交換機。3、市場應用趨勢、市場應用趨勢CPO 主要涉及高密度的光電芯片設計技術、高密度及高帶寬的連接器技術、封裝和散熱技術。目前主流的 CPO 有兩種技術方案，基于 VCSEL 的多模方案和基于硅光集成的單模方案，分別面向不同的應用場景。隨著數據中心對帶寬密度的要求增加，CPO 在大規模數據中心和高速率應用領域有望取得競爭優勢。五、市場機遇五、市場機遇當前 CPO 發展主要以海外 AI 算力需求為核心，產業鏈參與廠商以海外企業為主導，其發展或對傳統光通信產業鏈格局產生較大影響：一是硅光技術重要性進一步凸顯；二是 CPO 加大對先進半導體工藝的需求，整體來看，以下板

47、塊值得重點關注：1、光引擎板塊光引擎板塊硅光光器件硅光光器件/光模塊光模塊：硅光光引擎作為 CPO 的核心器件，且與硅光光模塊技術通源，是傳統光模塊廠商的重要切入點，CPO 的發展本質上是對光模塊/光引擎廠商綜合實力的長期考驗，一方面硅光器件/模塊廠商有望充分受益于產業發展，另一方面，硅光芯片具有較高產業壁壘，頭部廠商的深度布局有望迎來新一輪產業演化；硅光工藝配套硅光工藝配套：從硅光工藝流程看，硅光與微電子技術逐步趨同，面臨著光學、電學、熱力學等交叉學科的融合和多層級的跨越，具有產業獨特性，需高度重視配套工藝設備、軟件廠商的市場機會，如光引擎封測設備、仿真、設計軟件等；2、光互連板塊光互連板塊

48、ELSELS：ELS 作為當前 CPO 主流光源方案，且 CW-DFB 光源也是當前硅光芯片主流方案，隨著 CPO 的發展，ELS 的需求有望得到提升，同時光通信速率需求的不斷提升，硅光芯片的通道數也隨之增長，CW 光源需求量有望得到進一步發展，重視 ELS 及 CW 芯片供應廠商；無源器件無源器件：相較于傳統可插拔光模塊方案，CPO 方案在交換機內容引入額外的光纖及連接器，包括 PM 光纖、FAU、光纖連接器（如 MPO/MT/擴束連接器等）、根據光纖整理方案的不同，還或涉及 Fibershuffle 等無源產品，相關無源器件供應商或得到發展機遇。19/262025 年年 2 月月 8 日日

49、行業行業|深度深度|研究報告研究報告3、先進工藝板塊先進工藝板塊InterposerInterposer：作為 2.5D 封裝電氣互連基礎，根據材質不同可以分為硅基、玻璃、有機 Interposer，針對不同封裝方案，相關產品供應商將得到市場關注；封裝工藝封裝工藝：CPO 技術涉及大量先進半導體工藝，以及封裝方案，隨著 CPO 技術逐步落地，國內廠商有望直接獲得相關份額，或與國內光引擎廠商合作，通過光引擎的封裝及測試代工切入到 CPO 產業鏈條。4、交換機板塊交換機板塊交換機交換機&交換芯片交換芯片：CPO 作為高速交換機方案之一，隨著 AIGC 發展，交換機產業鏈有望長期受益。六、相關公司六

50、、相關公司1、源杰科技：國產光芯片領軍企業，強研發突破高端市場源杰科技：國產光芯片領軍企業，強研發突破高端市場深度耕耘激光器芯片領域，深度耕耘激光器芯片領域，IDMIDM 模式全流程自主可控模式全流程自主可控。公司主營產品為 2.5G、10G、25G 及更高速率激光器芯片，主要應用于光纖接入、移動通信網絡及數據中心等場景。經多年耕耘公司已成功建立成熟的IDM 全流程業務體系，更適用于注重工藝成熟、穩定及可靠性的激光器芯片領域，同時芯片設計與晶圓制造過程聯系更加緊密，反饋測試周期短，有助于進一步優化改良，助力公司產品不斷推陳出新。公司已形成了“兩大平臺”和“八大技術”的先進生產制造工藝，可實現激

51、光器芯片高速調制、高可靠性、高信噪比等性能優化及良率提升、封裝簡化等成本降低，產品性價比及競爭力不斷提升。產品性能優質行業認可度高，客戶資源豐富市占率國內領先產品性能優質行業認可度高，客戶資源豐富市占率國內領先。在 2.5G 及 10G 激光器芯片國產化程度較高領域，公司提供全波段、多品類產品及低成本集成方案差異化競爭；在 25G 及更高速率領域，公司率先實現大批量供貨。根據 C&C 數據，2020 年公司對外磷化銦半導體激光器芯片對外銷售國內第一，其中10G、25G 出貨量國內均列第一名。根據 ICC 數據統計，公司 2021 年全球 10GDFB 激光器芯片出貨份額占比 20%，排名首位。

52、公司各類產品已實現向國際前十大及國內主流光模塊廠商海信寬帶海信寬帶、中際旭創中際旭創、博博創科技創科技的批量供貨，競爭地位行業領先。MarvellMarvell 全線產品漲價印證光芯片高景氣，公司有望在數通高速光芯片領域持續突破全線產品漲價印證光芯片高景氣，公司有望在數通高速光芯片領域持續突破。10 月 21 日，美國光芯片大廠 Marvell 宣布全產品線于 2025 年 1 月 1 日起漲價，再次確認 AI 對于硬件端光模塊及光芯片的旺盛需求。上半年公司 CW 光源產品已經開始批量交付，100GPAM4EML 在配合客戶進行產品測試，200G PAM4 EML 產品初步完成性能研發及廠內測

53、試，數通領域高速光芯片研發及量產進度走在國內前列，20/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告伴隨著光芯片供需關系進一步緊張，下游客戶需求將更加迫切，源杰科技有望在數通高速光芯片領域實現進一步突破。CW 光源等數通產品放量有望助推公司業績持續成長。2、天孚通信：高速光引擎交付平穩，天孚通信：高速光引擎交付平穩，CPO 產業鏈核心供應商產業鏈核心供應商高速光引擎項目實現交付，高速光引擎項目實現交付，CPOCPO 產業鏈核心供應商產業鏈核心供應商。公司“面向 5G 及數據中心的高速光引擎建設項目”目前業務進展平穩。公司 800G 光引擎已平穩量產，根據客戶需求和

54、物料供給狀況動態調整每月的產量。下一代速率產品會配合客戶加快提產進程。高速光引擎作為共封裝光學 CPO 路徑采用的核心技術之一，在 AI 算力爆發下是能夠幫助解決光模塊功耗指數級增加的痛點，隨著相關產業鏈逐步完善及技術成熟度提升，長期來看 CPO 方案有望成為光模塊主流技術路徑，公司作為光引擎重要供應山盡享 CPO 滲透率提升紅利。激光雷達、醫療檢測等新領域不斷拓展，光器件送樣旨在打開新成長空間激光雷達、醫療檢測等新領域不斷拓展，光器件送樣旨在打開新成長空間。天孚通信依托成熟的光器件研發平臺和在材料、元器件、設計、繼承封裝等領域的豐富經驗向激光雷達、醫療檢測等新興領域拓展。公司激光雷達用光器件

55、產品小批量認證順利，持續優化工藝做好量產供貨準備。此外公司也為醫療檢測客戶提供配套新產品。隨著新產品順利導入客戶供應體系實現放量，公司有望開辟第二增長引擎。3、中際旭創中際旭創：算力算力 Capex+AI 應用開始螺旋共振，長期成長空間打開應用開始螺旋共振，長期成長空間打開20252025 年或將步入年或將步入 AIAI 商業落地元年，有望提振算力估值，旭創作為全球光模塊龍頭將持續受益商業落地元年，有望提振算力估值，旭創作為全球光模塊龍頭將持續受益。AI 端側百花齊放，百度、阿里、Rokid、Snap、三星等紛紛進軍 AI 眼鏡快速推動新品，以及基于字節豆包大模型的 AI 玩具等陪伴終端開始興

56、起；機器人和自動駕駛受 AI 驅動帶來快速迭代；應用側以 AI agent 產品大量涌現市場。AI 端側、應用側的積極進展和落地，有望進一步推動 AI 算力和應用的閉環效應，強化未來算力需求信心。公司業績持續高增，公司業績持續高增，800G800G 產品需求持續旺盛，產品需求持續旺盛，1.6T1.6T 放量在即放量在即。公司連續 7 個季度業績環比快速增長：24 年業績預告中值 52 億元，同比增長 139%，主要原因為 AI 算力基礎設施的持續建設、資本開支強勁增長，拉動公司 800G 和 400G 光模塊銷量大增長，產品結構持續優化，營收和利潤大幅增長。其中 Q4業績預告中值為 14.5

57、億元，同比增長 65%，環比增長 4.3%，公司在芯片原材料緊張+NV 新產品出貨延遲背景下，仍可實現季度環比持續增長，反映 800G 需求尤為旺盛，未來隨著 1.6T 產品放量、800G 旺盛需求的持續釋放和芯片原材料供應緩解，預計公司季度業績環比增長有望再進入提速通道。21/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告硅光和硅光和 CPOCPO 等新技術布局上依舊領先，公司仍具備長期成長空間等新技術布局上依舊領先，公司仍具備長期成長空間。公司自研硅光產品相比傳統光模塊可以在成本端帶來較大優勢，隨著 2025 年以太網市場 800G 光模塊進一步上量、1.6 光

58、模塊逐步提升，公司持續擴充產能，提升良率和降低 BOM 成本以及積極推廣硅光方案，加大硅光模塊的出貨比例，保持整體經營繼續向上成長。此外，CPO 是光模塊未來發展路徑的一種新形式，公司通過投入大量研發資源，在硅光芯片設計研發和技術儲備方面已取得顯著進展，已具備一定技術基礎研發 CPO 相關產品。4、仕佳光子仕佳光子：國內領先的光芯片廠商，深耕有源和無源工藝平臺：國內領先的光芯片廠商，深耕有源和無源工藝平臺公司是國內領先的光電子核心芯片供應商公司是國內領先的光電子核心芯片供應商。公司聚焦光通信行業，主營業務覆蓋光芯片及器件、室內光纜、線纜材料三大板塊，主要產品包括 PLC 分路器芯片系列產品、A

59、WG 芯片系列產品、DFB 激光器芯片系列產品、光纖連接器、室內光纜、線纜材料等。公司產品主要應用于骨干網和城域網、光纖到戶、數據中心、4G/5G 建設等，成功實現了 PLC 分路器芯片和 AWG 芯片的量產。光芯片位于光通信產業鏈上游，作為光模塊核心元件有望持續受益光芯片位于光通信產業鏈上游，作為光模塊核心元件有望持續受益。隨著 AI 應用推動技術創新和市場需求的不斷增長，光芯片行業快速發展，C&C 預計 2023-2027 年全球光芯片市場的年復合增長率將達到14.86%，高速率光芯片市場的增長速度將遠高于中低速率光芯片。下游光模塊廠商布局硅光方案，大功率、小發散角、寬工作溫度 DFB 激

60、光器芯片將被廣泛應用。中美貿易摩擦加快進口替代進程，給我國光芯片企業帶來增長機遇。公司公司 PLCPLC 分路器芯片全球市場占有率第二分路器芯片全球市場占有率第二。公司是全系列 PLC 光分路器、AWG 芯片、模塊自主開發及生產企業，已開發出 20 余種均分光分路器，近年來開發出 FTTR 非均分光分路器，是國內外知名的光分路器芯片制造企業，得到全球客戶的廣泛認可。公司在硅光用高功率 CWDFB 激光器的性能指標上取得突破，目前正在客戶端可靠性驗證中，并已實現小批量銷售。公司是國內較早從事室內光纜業務的企業，堅持公司是國內較早從事室內光纜業務的企業，堅持“光纜材料光纜材料+汽車線纜材料汽車線纜

61、材料”雙輪驅動市場戰略雙輪驅動市場戰略。CRU預計全球光纜市場在 2025 年將迎來復蘇，年增長率為 6.2%。公司憑借在室內光纜領域的多年業務積累，整合在“光纖連接器室內光纜線纜材料”方面的協同優勢，改進各產品環節的性能指標以提升光纖連接器等產品整體競爭力。隨著應用場景的拓展，以光纖連接器為紐帶，公司室內光纜及線纜材料業務與光芯片及器件業務存在一定的客戶重合，有利于公司發揮協同優勢，滿足客戶需求。5、新易盛新易盛：Q4 繼續全面超預期，繼續全面超預期，2025 迎接迎接 800G、1.6T 及新品放量及新品放量Q4Q4 繼續全面超預期，繼續全面超預期，AIAI 驅動高速光模塊放量驅動高速光模

62、塊放量。公司單 Q4 季度業績再次創下歷史新高，全面超市場預期，預計主要是市場蛋糕變大，公司產品需求提升所致。預計公司 Q4 利潤水平與前三季度基本一致，考慮到 Q4 匯率走勢，預計匯率對公司單業績起到正面影響。從產品結構上，預計 800G 收入占比有望進一步提升，但 2024 年全年依舊以 400G 為主，公司一如既往高質量高效率經營，是業績超預期的重要保障。20252025 年速率全面升級，年速率全面升級，800G800G 和和 1.6T1.6T 將成主力產品將成主力產品。從目前產業鏈進展看，頭部 csp 正在積極部署 10萬卡及以上超大規模 GPU 集群，預計 800G 光模塊進入大規模

63、放量階段，與此同時 1.6T 光模塊也將在今年正式商用放量。公司在海外市場擁有豐富的客戶資源，是少數長期參與全球算力市場的光模塊廠商，預計公司在 2025 年，產品結構將從 400G 為主、800G 為輔的結構，升級到 800G 為主，1.6T 和 400G 為輔的結構，預計公司產品出貨量、產品平均單價及產品速率均將繼續提升。聚焦長期價值，是公司持續增長的核心聚焦長期價值，是公司持續增長的核心。公司管理團隊高度專注，長期聚焦在客戶需求和核心產品技術研發上，經營管理高效，費用管控得當，供應鏈長期穩定可靠，這些是公司多年以來持續成長的關鍵。22/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度

64、深度|研究報告研究報告公司產品布局全面，且緊跟客戶需求持續進行品類拓張，公司布局硅光芯片多年，目前已經掌握 CPO 晶圓級封裝，表明公司在硅光、光引擎、CPO 等前沿領域有著長期跟蹤布局，預計公司在本輪 AI 產業機遇下，基于光通信多年的積累優勢，繼續實現高速成長突破。七、發展展望七、發展展望總體來看，CPO 是實現高集成度、低功耗、低成本、小體積的最優封裝方案之一。雖然 CPO 具有顯著的潛在優勢，但 CPO 目前處于產業化初期，除了技術上的挑戰外，更受集成光學器件的市場接受度、標準和制造能力的限制。作為光通信解決方案的一環，其發展仍需整體產業鏈的協同推進。1、技術方面，技術方面，CPO 在

65、工藝、仿真以及測試等方面仍面臨很多挑戰在工藝、仿真以及測試等方面仍面臨很多挑戰封裝工藝封裝工藝：CPO 涉及到 TSV、TGV、多層高密度互連基板、Bumping 和芯片堆疊等先進封裝中的關鍵技術，每種關鍵技術都有各自的優缺點，比如：TGV 通孔技術可能會損傷玻璃造成表面不光滑，大多數 TGV 加工方法效率低，沒法大規模量產，TGV 結構的電鍍成本和時間比 TSV 略高，玻璃襯底表面的黏附性較差，容易導致 RDL 金屬層異常，玻璃本身的易碎性和化學惰性給工藝開發帶來了難度；TSV 的通孔加工、孔填充都有較高的工藝要求，此外還涉及到晶圓減薄，存在潛在的成品率和可靠性的問題；器件性能問題器件性能問

66、題：目前的硅光技術還有一些需要克服的技術難題，比如如何減少硅波導的損耗、如何實現波導與光纖的有效耦合、如何克服溫度對于功率和波長穩定性的影響等。散熱技術散熱技術：熱會導致機械應力，可能導致基板翹曲，影響光耦合和電子互連的性能，CPO 中分配給光學和電氣元件的空間非常有限，由于光學元件對熱量較為敏感，散熱設計成為 CPO 另一個挑戰；仿真技術仿真技術：隨著集成密度的不斷提高，為提高產品的一次設計成功率，仿真技術在 CPO 設計階段的應用將顯著提升，由于 CPO 面臨著光學、電學、熱力學等交叉學科的融合和多層級的跨越，對仿真提出了更高的要求。目前光子設計自動化（PDA）工具能夠提供精確的光子器件仿

67、真，但仿真效率較低，不適合大規模系統級仿真，同時電子設計自動化（EDA）工具大多基于電路級或系統級仿真，因此能夠應用于電路級和系統級仿真的光子器件模型是大規模電子-光子聯合仿真的關鍵，是未來光電共封裝器件大規模商業化的重要條件，可以提高設計效率。光-電-熱-力多物理場的跨維度耦合仿真以及芯片-封裝-系統的跨尺寸聯合仿真將成為仿真領域的發展趨勢和難點；測試和良率挑戰測試和良率挑戰：由于光芯片是直接與電芯片通過先進封裝工藝封裝在一起，這給良率和測試帶來了諸多挑戰，同時光器件和電器件建立在不同的制造工藝技術上，因此具有不同的測試要求。共封裝的光學器件具有較高的通道密度，同樣給測試帶來挑戰。2、產業協

68、同：產業協同：AI 時代時代 CPO 方案或與可插拔方案長期共存方案或與可插拔方案長期共存根據 Yole 報告，CPO 技術路線下，產業鏈分為了設計、光引擎、激光光源、芯片供應商、硅光代工、設備商（CPO 組裝）。隨著 CPO 產業的逐步成熟，CPO 正逐漸從學術研究成果轉變為市場需求產品，但在當前可插拔光學器件行業邏輯下，要成為商業化主流方案，仍需交換芯片及設備廠商、各模塊廠商、各元器件廠商和運營商共同參與，其商業落地或將會對產業格局產生深遠影響：CPOCPO 方案與可插拔方案產生直接競爭方案與可插拔方案產生直接競爭。目前可插拔光模塊市場供應鏈已經非常成熟，具備成熟工業生態系統，它包括分立或

69、集成元件供應商、生產發射器和接收器光學組件（TOSA 和 ROSA）的光學公司、多23/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告路復用器、數字信號處理器（DSP）和 PCB，以及組裝/測試集成商，商業體系復雜，參與廠商眾多；CPO嚴重依賴硅光子學，隨著高度集成的硅光芯片的出現，新的工程能力和代工廠將非常需要，這對于傳統的中型企業來說具有較大挑戰，傳統供應商方案轉向成本較高；可插拔外形尺寸在所需的電氣和光密度、熱管理和能源效率方面支持高容量的能力或將受到限制，分離器件方案對功耗和熱管理正成為未來可插拔光學器件的限制因素，但用于可插拔外形尺寸的新光學技術，包括硅光

70、，薄膜鈮酸鋰（TFLN）、鈦酸鋇（BTO）等，可以幫助實現所需的低功耗，并且可以在不改變現有網絡系統設計的情況下推向市場；盡管 CPO 解決方案的主流部署主要針對大型云運營商，但仍有許多小型企業數據中心尚未采用最新的互連技術，這或將影響 CPO 落地節奏；若 CPO 成為主流技術，可插拔模塊在技術上或經濟上不可行的幾個應用中仍有較高的需求，例如長途應用和邊緣數據中心，因此可插拔方案有望和 CPO 方案較長時間共存，但可插拔光學器件行業可能會整合。CPOCPO 產業有望帶動硅光代工行業發展產業有望帶動硅光代工行業發展。隨著 AI/ML 系統的發展，未來數十億個光互連、芯片-芯片和板-板的市場潛力

71、推動大型代工廠為大規模生產做準備，由于大多數光子學制造知識產權（IP）由非代工公司持有，因此 Tower Semiconductor/Intel、Global Foundries、ASE Group、TSMC 和 Samsung 等大型代工廠正在準備硅光子學工藝流程，以接受設計公司的任何光子集成電路（PIC）架構。他們積極參與Peripheral Component Interconnect Express（PCIe）、Compute Express Link（CXL）和 UniversalChiplet Interconnect Express（UCIe）等行業聯盟；小芯片互連的通用規格支持

72、構建超過最大標線尺寸的大型片上系統（SoC）的封裝，這使得在同一封裝中可以混合來自不同供應商的組件，并通過使用更小的芯片來提高制造良率，每個小芯片都可以使用適合特定器件類型或計算性能/功耗要求的不同硅制造工藝。受益于底層硅光技術的進一步發展，龍頭芯片/主機廠商的深度布局及示范作用，以及 AIGC 算力需求對高帶寬、低功耗、低成本的光通信方案的追求，CPO 有望在 AI 時代迎來其歷史機遇期，特別是隨著 CPO相似技術的 OIO 技術的進一步成熟，商業系統中的通信和計算技術更緊密地集成，傳統架構（基于銅的電氣互連）的芯片到芯片或板到板的能力瓶頸有望被打破，使得高性能計算等領域得到拓展，CPO 商

73、業24/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告化落地有望得到進一步加速，但另一方面，CPO 作為整體光通信解決方案中的一環，其實際商業化發展高度依賴于產業協同，特別是在傳統可插拔方案的成熟市場下，其與可插拔光模塊方案在不同應用場景下仍各有優劣，并有望保持較長時間的共存。根據 Lightcounting 預計，CPO 出貨預計將從 800G 和1.6T 端口開始，于 2024 至 2025 年開始商用，2026 至 2027 年開始規模上量，主要應用于超大型云服務商的數通短距場景。全球 CPO 端口的銷售量將從 2023 年的 5 萬增長到 2027 年的 4

74、50 萬。2027 年，CPO端口在 800G 和 1.6T 出貨總數中占比接近 30%。Yole 報告數據顯示，2022 年 CPO 市場產生的收入達到約3800 萬美元，預計 2033 年將達到 26 億美元，2022-2033 年復合年增長率為 46%。3、實現路徑：、實現路徑：CPO 是光通訊實現光電轉換的長期路徑是光通訊實現光電轉換的長期路徑CPOCPO 是長期路徑是長期路徑。CPO 方案是通過在交換機光電共封裝起到降低成本、降低功耗的目的。長期來看，CPO是實現高集成度、低功耗、低成本以及未來超高速率模塊應用方面最優的封裝方案。由于目前的技術與產業鏈尚不成熟等原因，短期內難以大規模

75、應用。相比之下，LPO 主要的技術壁壘在于更復雜的 RF 模塊，仍然采用可插拔模塊的形式，可靠性高且便于維護，可以直接應用于目前成熟的光模塊供應鏈。25/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告CPOCPO 是在成本、功耗、集成度各個維度上優化數據中心的光電封裝方案是在成本、功耗、集成度各個維度上優化數據中心的光電封裝方案。CPO 將光模塊不斷向交換芯片靠近，縮短芯片和模塊之間的走線距離，最終將光引擎和電交換芯片封裝成一個芯片。理想情況下，CPO 可以逐步取代傳統的可插拔光模塊，將硅光子模塊和超大規模 CMOS 芯片以更緊密的形式封裝在一起，從而在成本、功耗和

76、尺寸上都進一步提升數據中心應用中的光互連技術。高速率高速率 CPOCPO 滲透率預計從滲透率預計從 2424 年開始顯著提升，高速率光模塊需求海外先行年開始顯著提升，高速率光模塊需求海外先行。根據 LightCounting 數據預測，800G/1.6T 光模塊與 AOC 加上 CPO 出貨將從 2022 年不到百萬件增長至 2027 年超過 1500 萬件，其中 CPO 滲透率將從 24 年開始快速提升。2023 年 4 月 5 日全球光互連論壇 OIF 發布業界首個 3.2T 共封裝模塊實施協議，可見目前海外市場，尤其是高速率板塊對 CPO 需求更為迫切，國內上量節奏緊隨其后。CPOCPO

77、 的發展考驗光模塊的發展考驗光模塊/光引擎廠商的長期綜合實力光引擎廠商的長期綜合實力。CPO 的技術路線在逐步推進的過程中本質上也是對整個網絡架構的優化，需要數據中心整體產業鏈的協同推進。其中涉及到的環節在現有光模塊產業鏈的基礎上預計還需要得到交換芯片及設備廠商，以及各元器件廠商的合作。因此 CPO 的進度本質上是對光模塊/光引擎廠商綜合實力的長期考驗，包括在光模塊零部件、封裝等方面的技術積累與研發實力，以及下游客戶的關系。26/262025 年年 2 月月 8 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告八、參考研報八、參考研報1.廣發證券-通信行業：CPO 趨勢明確，關注龍頭光模塊廠商能力儲備

78、及連接、光源等環節增量2.開源證券-通信行業深度報告：深度拆解 CPO，AI 智算中心光互聯演進方向之一3.東方證券-電子行業深度報告：AI 浪潮奔涌，CPO 等光技術持續演進4.東北證券-通信行業：AI 時代光模塊需求景氣不減，上游光芯片&光器件大有可為5.國信證券-【通信行業光模塊專題】AI 驅動網絡變革，光摩爾定律加速6.方正證券-半導體行業專題報告：AI 高算力催漲光模塊 CPO 需求7.天風證券-中際旭創-300308-算力 Capex+AI 應用開始螺旋共振，長期成長空間打開8.中原證券-仕佳光子-688313-中報點評：光芯片及器件業務收入高速增長，持續開拓下游市場免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議。