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CPO / 硅光产业链

生成 2026-06-03(北京时间) 类型 板块(含概念底) 来源 14 条
先说人话 把光通信搬到芯片身边这件事(CPO),本篇往下挖一层:具体要哪些厂配合、卡在谁手里。整体像操办一桌年夜饭——菜谱定了、掌勺的大厨(英伟达、博通、台积电)也到位了,可最要命的一味原料(激光器)全世界能稳定供货的不到五家。中国厂商在下游组装环节是绝对主力,但最上游的核心原料还攥在别人手里。
核心结论 CPO(共封装光学)是 AI 算力撞上"功耗墙+带宽墙"后,光通信被迫往芯片身边"搬家"的产物——把原本插在机箱面板上的光模块,直接和交换芯片/GPU 封装在一起,官方与分析口径显示功耗约降一半、带宽密度约升 3 倍。2025–2026 年是它从"展会演示"走向"商用出货"的拐点:英伟达、博通的 CPO 交换机相继落地,台积电 COUPE 2026 量产。但这条链最硬的卡脖子在最上游的激光器(EML),全球能量产的不到 5 家;CPO 自身的可维护性、散热、良率、成本仍是硬伤,2026 年的出货主力其实还是 1.6T 可插拔模块,CPO 渗透是渐进的。中国是下游光模块绝对主力,但最上游光芯片仍受制于人。

关键发现

一句话先理解:AI 逼着"光"往芯片身边搬家

先打个比方。一座 AI 数据中心像一座超大工厂,成千上万张 GPU 是流水线工位,它们之间要疯狂地交换数据。过去工人(电信号)走的是"铜线走廊",但 AI 让数据量暴涨,铜线走廊又挤又费电、还走不远——这就是"铜的天花板"。于是大家改用"光"来送数据,光跑得快、还省电。

问题是,光要送出去,得先在面板上插一个"翻译插头"(可插拔光模块)把电信号翻译成光。数据越快,这个插头离芯片越远、翻译损耗越大、越费电。CPO 的思路就是:别在面板上插插头了,直接把"翻译器"(光引擎)搬到交换芯片/GPU 旁边,和它封装在一块板上。路近了、损耗小了、功耗就下来了。这就是"共封装光学"(Co-Packaged Optics)四个字的全部含义。

先分清三个词:硅光、CPO、LPO 不是一回事(前提校正)

这三个词天天被放在一起说,但它们回答的是不同问题,混用会把人绕晕:

记忆锚点:硅光是"用什么做",CPO 是"放在哪封",LPO 是"先别动面板、先省 DSO 的电"。三条技术路线在 2026 年是并行推进、分层占领不同场景,而不是你死我活。

为什么是现在:功耗墙与带宽墙

CPO 的概念喊了快十年,真正"非上不可"是因为 AI。APNIC 的深度解析点出关键:当单通道速率冲到 200Gbps,电信号在交换芯片插座、主板、连接器上的信号完整性问题急剧恶化,SerDes 接口的 I/O 功耗可能超过交换芯片核心本身——这就是"墙"。

CPO 把这堵墙绕开,收益是实打实的(口径来自厂商与分析机构,仍属"宣称值",量产实测有待验证):

在动辄十万张 GPU、电力是硬约束的 AI 工厂里,省下来的每一瓦都能换成更多算力——这就是 CPO 突然变"刚需"的根因。

产业链拆解:从一片衬底到一台 AI 工厂

把这条链按"原料→器件→封装→整机"摊开,能看清谁在哪一环、谁是卡点。越靠上游越是卡脖子、越被少数玩家垄断;越靠下游越是中国厂商的主场。

环节在干什么代表玩家
上游·衬底原料磷化铟(InP)/SOI 衬底、高纯材料——激光器和硅光的地基AXT·住友·JX(InP);Soitec(SOI)
上游·激光光源(最硬卡点)EML / CW 连续光源——硅光不发光,必须外挂Lumentum·Coherent·三菱·住友·博通(EML <5 家);源杰科技·Sivers(CW/国产)
上游·关键设备外延(MBE)、光学测试Riber(MBE);Advantest(测试)
中游·硅光代工把光引擎/PIC 流片出来台积电 COUPE;GlobalFoundries GF Fotonix;Tower;三星;Intel
中游·光引擎/DSP电芯片+光芯片集成、信号处理博通;Marvell
中游·光学组件透镜阵列、光纤阵列、连接器、特种玻璃天孚通信(TFC)·康宁·Browave·SENKO·Fabrinet
中游·先进封装(OSAT)3D 堆叠/共封装组装测试SPIL·日月光·富士康
下游·交换芯片+整机交换 ASIC、CPO 交换机、GPU博通 Tomahawk;英伟达 Quantum-X/Spectrum-X
下游·光模块800G/1.6T 可插拔模块(当下出货主力)中际旭创·新易盛(均在英伟达生态)
终端·云厂买单方,定义需求Meta·微软·谷歌·亚马逊等

一个关键洞察:价值正在沿产业链"向上游迁移"。下游光模块组装竞争激烈、毛利被压;真正稀缺、定价权最强的是上游的激光器、硅光代工产能和特种材料——这也是为什么英伟达宁可花大钱去锁上游产能(见下文)。

三大旗舰落地(具体案例)

英伟达 Quantum-X / Spectrum-X:把 CPO 推上 GTC 主舞台。据 英伟达官方:Quantum-X(InfiniBand)144 端口×800G、液冷,2025 年底上市;Spectrum-X(以太网)从 128×800G(100Tb/s)到 512×800G(400Tb/s),2026 年下半年上市。官方宣称用4 倍更少的激光器实现 3.5× 能效、63× 信号完整性、10× 网络韧性、1.3× 部署速度。技术上采用台积电 SoIC 3D 堆叠——据 APNIC 拆解,COUPE 工艺把电芯片(EIC)叠在光芯片(PIC)之上,并选用更省面积的微环调制器(MRM)方案。官方合作伙伴名单里就有中国三杰:天孚(TFC)、新易盛(Eoptolink)、中际旭创(Innolight)。

博通 Tomahawk 6 – Davisson:第一颗 102.4Tbps CPO 交换机。据 博通 2025-10-08 官宣:总交换容量 102.4 Tbps、每通道 200Gbps,是其第三代 CPO(带宽较二代 TH5-Bailly 翻倍),光互联功耗较可插拔低约 3.5 倍。可支持 scale-up 512 个 XPU、scale-out 十万级 XPU;第四代(400G/通道)已在研发。当前向早期客户出样,生态含康宁、HPE、Celestica、台积电等。

台积电 COUPE:给整条链提供"地基工艺"。据 TrendForce:COUPE 用 SoIC-X 把电芯片叠在光芯片上,宣称能效提升 5–10 倍、时延降低 10–20 倍;路线是2025 年先做小型可插拔、2026 年并入 CoWoS 做 CPO,2026 进入量产。三星走差异化的"垂直整合"(HBM+代工+封装+硅光),CPO turnkey 要到 2029。台积电也直言三道坎:晶圆级测试、光纤阵列耦合、高速光组装。

真正的瓶颈:激光器,与英伟达的"锁仓"

如果只记一件事,记这个:整条链最容易断、最难扩产的不是硅光芯片,而是给它供光的激光器。据 TrendForce,全球能商用量产 EML(电吸收调制激光器)的不到 5 家:Lumentum、Coherent、三菱、住友、博通。而 800G+ 光模块需求从 2025 年约 2400 万只暴涨到 2026 年约 6300 万只(2.6 倍),产能根本没按这个节奏建过。

结果是结构性短缺:据媒体援引麦肯锡,800G 短缺料持续到 2027 年后,1.6T 缺口可能到 2029 年(SDxCentral)。更关键的一步棋:英伟达直接出资锁定激光产能——据媒体报道其向 Lumentum、Coherent 各投约 20 亿美元(合计约 40 亿)、附带巨额采购承诺,把竞争对手的交期挤到 2027 年后(TechTimes,金额与时点为媒体报道、未经官方逐笔确认)。被挤的厂商只能转向"CW 连续光源 + 硅光"的替代路线,但 CW 扩产又受设备长交期和可靠性测试拖累(chipstrat)。

这正是上一份 serenity 调研里"卡脖子/紫苏叶"逻辑的现实印证:AI 牛市真正的稀缺,往往不在最显眼的 GPU,而在最上游那个没人注意、却谁也绕不开的激光小芯片。

中国玩家:下游"易中天"与国产光芯片

中国在这条链的位置很清晰:下游光模块是绝对主力,上游光芯片在补课。

光模块"易中天"——新易盛、中际旭创、天孚通信:

上游国产光芯片(更稀缺、也更早期)——以源杰科技为代表:2025 年上半年营收 2.05 亿(+70.57%)、净利 4626 万(+330.31%),其中数据中心业务收入 1.05 亿、同比暴增 1034%,首次超过电信成为重要支柱;已量产 400G/800G 用 70mW CW 激光器芯片、完成 100G EML 客户验证、推进 200G EML,并布局 CPO/硅光(证券时报)。它是国内少数具备 InP 激光芯片全自主工艺能力的厂商,国产替代价值高、但体量与海外巨头仍差一个数量级。

市场有多大:预测打架,但方向一致

CPO 的市场规模预测差异极大,原因是口径不同——有的只算"光引擎"本身,有的算"整台 CPO 交换机"。所以别拿单一数字当锚,看区间和增速更有意义:

口径打架到"几亿 vs 几百亿",恰恰说明这还是个早期、定义未收敛的市场。更确定的信号是渗透率:据 TrendForce,硅光在 800G/1.6T 模块的渗透率 2026 年有望达 50%–70%,GlobalFoundries 硅光营收 2026 年翻倍、2028 年破 10 亿美元——硅光(不止 CPO)的放量比 CPO 整机更早、更确定。

路线之争:CPO 一定赢吗?

不一定,至少不是马上、不是全场景。把反方观点摆清楚:

下次看什么(监控信号)

风险与争议

来源清单(按可信度优先级排序)

  1. 披露 NVIDIA Announces Spectrum-X & Quantum-X Co-Packaged Optics Switches NVIDIA 官方 · 2025-03(GTC) — Quantum-X/Spectrum-X 端口·速率·能效官方规格;官方合作伙伴名单含天孚(TFC)、新易盛(Eoptolink)、中际旭创(Innolight)。
  2. 披露 Broadcom Announces Tomahawk 6 – Davisson, First 102.4-Tbps CPO Ethernet Switch Broadcom 官方 · 2025-10-08 — 102.4Tbps、200G/通道、第三代 CPO、功耗优势、scale-up/out 规模、出样时点。
  3. 披露 中际旭创 2025 年报:营收 382.4 亿、净利 107.97 亿 新浪财经转述公司年报 · 2026-03-30 — 营收/净利/毛利率、1.6T 过英伟达认证+谷歌 TPU v7 订单、NPO 为下一代主攻方向。
  4. 披露 源杰科技 2025 半年报:数据中心收入同比 +1034% 证券时报 · 2025 — 营收 2.05 亿、净利 +330%、CW 光源/100G EML/200G EML 进展、国产 InP 光芯片地位。
  5. 媒体 Co-Packaged Optics — a deep dive APNIC · 2025-05-07 — CPO 机制深度拆解:MRM 微环调制器、TSMC COUPE 把 EIC 叠在 PIC 上、SoIC 堆叠、144×800G 与 1.6T 引擎规格、I/O 功耗墙。
  6. 媒体 What is co-packaged optics? Network World · 2025 — CPO 机制、I/O 功耗超过交换核心的"墙"、功耗约降 50%/密度升 3 倍。
  7. 媒体 Nvidia's aggressive laser procurement spurs supply chain fears SDxCentral · 2026 — 麦肯锡 800G 缺到 2027、1.6T 缺到 2029;英伟达激进锁激光产能引发供应链担忧。
  8. 媒体 Optica Executive Forum: Meta's Rethink of Networking, Optics, and Reliability Converge Digest · 2025 — Meta CPO Phase 2 已测 5000 万+ 器件小时、MTBF 尚无定论;CPO vs LPO 可维护性/可靠性权衡。
  9. 研究 AI Data Centers Ignite a Laser Shortage Wave; Nvidia's Strategic Lock-In TrendForce · 2025-12-08 — EML 全球<5 家、800G+ 需求 2400 万→6300 万只、英伟达锁 EML 产能致交期超 2027、CW+硅光替代路线。
  10. 研究 Silicon Photonics Race: TSMC Targets 2026 COUPE Production, Samsung Eyes 2029 TrendForce · 2026-04-01 — COUPE 路线与量产时点、三星 2029 turnkey、台积电三道工艺坎、供应商名单。
  11. 研究 GlobalFoundries Sees Silicon Photonics Revenue Doubling in 2026 TrendForce · 2026-05-07 — GF 硅光营收 2026 翻倍、2028 破 10 亿;硅光在 800G/1.6T 渗透率 50–70% 预测。
  12. 研究 Co-Packaged Optics (CPO) – Scaling with Light SemiAnalysis · 2025 — CPO 技术全景、功耗/密度收益、量产产品 2025 才真正落地的判断。
  13. 研究 Co-Packaged Optics (CPO) 2026-2036: Technologies, Market, Forecasts IDTechEx · 2026 — 市场规模预测(2036 年超 200 亿美元、CAGR ~37%)。
  14. 研究 Lumentum and the Laser Bottleneck Chipstrat(Austin Lyons)· 2025 — EML/CW 激光为何是结构性瓶颈、产能扩张为何慢。