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NEXT-GEN PACKAGING · 2027-2028 商用

CPO 共封装光学

// CO-PACKAGED OPTICS · 光引擎进入 ASIC 同一封装

-65%PER-BIT POWER
-97%PCB LINK
2027SCALE COMMERCIAL
6.4T+SPEED COVERAGE
CPO 共封装光学原理示意
SCHEMATICCPO 共封装光学原理示意 — 一张图理解 CPO:ASIC(交换芯片 / GPU)+ 硅光引擎(PIC) 共封装在同一基板上,光信号直接从 PIC 经 FAU 接出到光纤;外置激光源(ELS)从封装外通过保偏光纤馈入连续光。链路从可插拔模块的 "ASIC → PCB 走线 → Cage → 模块 → 光纤" 缩短到 "ASIC → 毫米级走线 → PIC → 光纤",PCB 链路缩短 97%、单 bit 功耗降 65%。// 图源:行业公开技术资料
01 形态演进:可插拔 → NPO → CPO // PLUGGABLE vs NPO vs CPO

CPO 不是凭空出现的——它是 1.6T/3.2T 速率下,光-电信号 PCB 链路功耗墙逼出来的解决方案。从可插拔模块(光引擎在前面板)到 NPO(光引擎贴近 ASIC),再到 CPO(光引擎进入 ASIC 同一封装),路径越来越短,但封装难度阶梯式上升。

FORM 1 · 当前主流
可插拔光模块
QSFP-DD / OSFP / OSFP-XD
ASICPCB 走线笼子 Cage光模块光纤
// 形态
前面板可插拔,模块独立
// 链路长度
PCB 走线 30-50 cm
// 单 bit 功耗
15-20 pJ/bit(800G)
// 商业化
已规模量产 800G / 1.6T 起量中
// 代表玩家
中际旭创 / 新易盛 / 光迅 / Coherent
// 关键问题
1.6T 起 PCB 链路功耗墙;3.2T 难以延续
FORM 2 · 过渡形态
NPO 近封装光学
Near-Packaged Optics
ASIC短 PCB光引擎(ASIC 旁,约 50mm 内)光纤
// 形态
光引擎贴近 ASIC,板上集成
// 链路长度
PCB 走线 约 50mm 内
// 单 bit 功耗
8-12 pJ/bit(1.6T)
// 商业化
2025-2026 早期商用,OFC 2026 旭创已展示
// 代表玩家
Broadcom Tomahawk 5-Bailly / 中际旭创 / 华工 3.2T NPO
// 关键问题
CPO 之前的过渡,光引擎良率与维护成本
FORM 3 · 终局封装
CPO 共封装光学
Co-Packaged Optics
ASIC + 硅光引擎(同一封装内)共封装基板FAU光纤
// 形态
光引擎进入 ASIC 同一封装,毫米级链路
// 链路长度
封装内走线 5-15 mm
// 单 bit 功耗
4-6 pJ/bit(1.6T+)
// 商业化
2026 客户试用,2027-2028 规模商用
// 代表玩家
Broadcom Tomahawk 6 / Nvidia NVL576 / Marvell / Intel
// 关键问题
良率 / 可维护性 / 散热 / 标准 / 生态分裂
02 关键性能指标对比 // POWER × LINK LENGTH

CPO 的两项核心收益——单 bit 功耗PCB 链路长度——在 1.6T/3.2T 速率拐点是结构性优势。下图按速率与形态拆解(业内访谈 + Broadcom / Nvidia 公开材料)。

POWER 单 bit 功耗对比(pJ/bit · 越低越好)
800G 可插拔(OSFP)
15-20
800G LPO(去 DSP)
9-12
1.6T NPO(光引擎贴 ASIC)
8-12
1.6T CPO(共封装)
4-6
3.2T+ CPO(终局)
3-5
LINK PCB 链路长度对比(mm · 越短功耗越低)
800G 可插拔(OSFP)
300-500
800G LPO(去 DSP)
300-500
1.6T NPO(光引擎贴 ASIC)
约 50
1.6T CPO(共封装)
5-15
3.2T+ CPO(终局)
5-10
03 CPO 关键组件 BOM // COMPONENT-BY-COMPONENT

CPO 形态下,光模块的整机 ASP 消失,价值量重新分配到上游:硅光引擎、FAU、外置激光源、玻璃基板成为新的关注点。每张卡片标注价值变化方向(与可插拔模块对比)。

PHOTONIC · CORECPO 核心
硅光引擎
Silicon Photonic Engine
VAL
价值剧增
CPO 的核心电光转换器件,集成调制 / 波导 / 合波 / 探测;CMOS 工艺,1.6T+ 唯一路径。
// A-SHARE
中际旭创(自研)新易盛(自研)华工科技长光华芯(星钥代工)
PASSIVE · KEYCPO 价值剧增
FAU 光纤阵列
Fiber Array Unit
VAL
数倍增长
硅光波导 ↔ 光纤的精密耦合环节,亚微米对准要求。CPO 形态下每封装多路 FAU,价值翻倍。
// A-SHARE
天孚通信仕佳光子腾景科技
LASER · ELSCPO 必备
外置激光源 ELS
External Laser Source · CW DFB
VAL
10mW+
CPO 把激光器移出封装,外置 ELS 模块独立可热插拔。10mW 高功率 CW DFB 是关键品类。
// A-SHARE
源杰科技(CW 龙头)长光华芯仕佳光子
PASSIVE · KEYCPO 关键
微透镜阵列
Micro-Lens Array
VAL
耦合关键
CPO 的光束准直 / 聚焦元件,耦合精度直接决定良率。与 FAU 协同。
// A-SHARE
腾景科技福晶科技
SUBSTRATE · 占位CPO 必备
共封装基板(玻璃基板)
Glass Substrate · Co-Packaging
VAL
新增赛道
承载 ASIC + 硅光引擎的同封装基板。玻璃基板因低 CTE / 高频损耗特性成为热门方案。
// A-SHARE(暂无专页)
兴森科技深南电路沪电股份
NEXT-GEN3.2T+ 关键
薄膜铌酸锂调制器
TFLN Modulator
VAL
待量产
CPO 在 3.2T+ 速率下,硅基 MZM 带宽受限,TFLN 是延续路径。超高带宽 / 低 Vπ。
// A-SHARE
光迅科技华工科技光库科技安孚科技
PASSIVECPO 升级
高密度光纤连接器
MMC / SN-MT High-Density Connector
VAL
规格升级
CPO 板侧光纤密度大幅提升,MMC / SN-MT 替代 MPO,单连接器芯数翻倍。
// A-SHARE
蘅东光通信致尚科技太辰光
DETECTORPIC 内集成
硅光探测器(PD)
Ge-on-Si Photodetector
VAL
PIC 集成
硅基锗探测器,集成在硅光引擎内,独立 APD/PIN 在 CPO 形态退场。
// A-SHARE
长光华芯光迅科技
ASIC · 海外CPO 主角
交换 ASIC
Switch ASIC · 51.2T / 102.4T
VAL
国产空白
共封装的核心载体,Tomahawk 6 / Marvell Teralynx / Nvidia 自研。CPO 让 ASIC 厂吃下整模块价值。
// SUPPLIERS
博通(美)Marvell(美)Nvidia(美)
ELECTRONIC · 占位CPO 简化
DSP / Driver / TIA
Reduced DSP / Driver / TIA
VAL
价值减半
链路缩短到毫米级后,DSP 复杂度可降低甚至省去,Driver/TIA 也大幅简化。这是 CPO 节能的关键。
// SUPPLIERS
博通(美)Marvell(美)国产空白
04 A 股供应商映射矩阵(CPO 视角) // SUPPLIER × CPO COMPONENT

把可插拔模块的 14 个组件,映射到 CPO 形态下的供应链。FAU / 玻璃基板 / TFLN / ELS / 硅光引擎 这五列是 CPO 价值剧增赛道,对应公司是结构性受益方。

公司 \ 组件
硅光引擎
CW/ELS
FAU
微透镜
玻璃基板
TFLN
高密连接器
硅光 PD
隔离器
EML 退场
DSP 简化
Drv/TIA
PCB
壳/盖
中际旭创
新易盛
华工科技
光迅科技
源杰科技
长光华芯
仕佳光子
天孚通信
腾景科技
福晶科技
太辰光
致尚科技
蘅东光通信
光库科技
安孚科技
兴森科技
深南电路
主力 / 龙头 批量供应 布局中 // 17 A-share suppliers × 14 CPO components
05 CPO 信号链路 // HOW IT WORKS

CPO 把整条光-电链路压缩到 同一封装基板内——电信号从 ASIC 出发,经 mm 级走线进入硅光引擎完成电光转换,再通过 FAU 耦合到光纤;外置激光源(ELS)单独从封装外部供 CW 光源进来。

CPO · 发送链路
↗ 发送ASIC共封装基板硅光引擎(电光转换)微透镜FAU高密连接器光纤
⤵ 光源外置激光源 ELS保偏光纤硅光引擎(连续波输入)
CPO · 接收链路
↙ 接收光纤高密连接器FAU微透镜硅光引擎(光电转换 PD)简化 TIA共封装基板ASIC

CPO 的核心壁垒在于光-电同封装的良率、热管理与 ELS 可热插拔机构——这三者决定了量产可行性,也是 2027-2028 才能规模商用的根本原因。

06 调制器路线博弈:MRM vs MZM 与微环热漂移工程难点 // MODULATOR PATH × THERMAL DRIFT

CPO 的核心载体是硅光集成 PIC——在 1.6T+ 速率,硅光是唯一能与 CMOS 工艺兼容、与 ASIC 在同封装内集成的电光转换平台。但硅光内部有两条调制器路线(MZMMRM)需要选型;同时硅光本身要回答"为什么不用 EML / TFLN"。这一节展开调制器路线分歧 + 微环热漂移工程难点

6.1 硅光内部:MZM vs MRM 两条调制器路线

维度 MZM(马赫-曾德尔) MRM(微环 / Micro-Ring)
物理形态 干涉仪结构(毫米级长度) 谐振环(直径 15 μm 量级)
单器件占地 mm² 级 0.006 mm²(Lightmatter OFC 2025 单 Tx+Rx 组合)
波长选择性 无(需外加滤波器) 天然带波长选择(环周长决定谐振波长)
DWDM 集成密度 低(每波长需 1 个 MZM + 滤波器) 极高(环周长直接对应通道)
工作带宽窗口 宽(>100 GHz) 极窄(<100 pm ≈ 10 GHz)
温度敏感度 低(结构对称差分) 极高1 K 漂 ~10 GHz
量产成熟度 成熟(已大批量出货) 量产风险大(热稳定是核心挑战)
CPO 集成数量 16 波 × Tx/Rx = 32 路 难以塞进 可塞进 32+ 路微环
主要应用 800G/1.6T 可插拔模块主流 CPO 高密度 DWDM、Lightmatter / Ayar XPU 光 I/O

核心机理:CPO 要在一颗 ASIC 旁集成 16 波 × Tx/Rx = 32 路调制器——MZM 的物理尺寸(mm² 级 × 32 路 = 几十 mm²)塞不进 CPO 封装;MRM 单环 0.006 mm²(× 32 = 0.2 mm²)轻松集成。MRM 是 CPO 高密度 DWDM 路线唯一可行的调制器

Lightmatter Passage 实测数据(参考):16 波 × 56 Gbps NRZ × 双向 = 单纤 800 Gbps 双向(400G 上行 + 400G 下行),1 km 单模光纤,BER < 10⁻⁹ 无 FEC;EVK100 产品档位 16 波 × 112 Gbps PAM4 单向 = 单纤 1.6 Tbps

6.2 为什么 CPO 必须用硅光(不用 EML / TFLN)

路线 工艺基础 集成密度 与 ASIC 同封装兼容性 CPO 适用性
硅光(MRM) CMOS 兼容(与 ASIC 同台流片) 极高(DWDM 16 波 + Tx/Rx) ✓ 最佳 ★ 唯一可行
硅光(MZM) CMOS 兼容 受面积限制 ✓ 可行(密度受限) 仅短波数 / 低密度
EML(InP) InP 衬底 + III-V 工艺 低(每颗独立 die) ✗ InP 与 Si CMOS 工艺不兼容 不适用(仅可插拔模块)
TFLN 调制器 薄膜铌酸锂 + Si 衬底转移 中(晶圆级路线在研) ⚠ 工艺成熟度不足 3.2T+ 候选(27-28 后)
InP 单片集成 InP ✗ 不与 Si 兼容 不适用

三条决定性约束(CPO 选型铁律): 1. CMOS 兼容性:CPO = ASIC + 光引擎同封装;ASIC 是 CMOS 工艺,光引擎必须 CMOS 兼容才能 2.5D / 3D 集成。EML(InP)和 TFLN 都不与 Si CMOS 兼容——它们只能做"贴片式"分立,无法做"同封装"。 2. 集成密度:CPO 单光引擎需 16 波 DWDM × Tx/Rx(32+ 路)。MRM 是当前唯一能塞进的器件类型。 3. 量产生态:硅光已在 12 寸晶圆 CMOS fab 量产(GlobalFoundries Fotonix / Intel 100G PSM4 / TSMC SiPh 等);EML 仍是 InP 4-6 寸专用 fab;TFLN 还在工程化阶段。

6.3 微环(MRM)的三大工程难点

MRM 是 CPO 路线能成立的前提,也是量产风险最大的器件——工作窗口仅 <100 pm(约 10 GHz),稍有扰动信号就掉出工作带。三大物理难点:

难点 物理机理 量级影响
1. 温度漂移 硅热光系数 1.86 × 10⁻⁴/K:温度 ↑ → 折射率 ↑ → 谐振波长红移 每 1 K 漂 ~10 GHz(接近整个工作窗口)
2. 工艺误差 硅光波导尺寸制造偏差,几十-上百微环谐振"零点"不在设计位置 每颗 MRM 出厂需单独校准
3. 自热(self-heating) 调制器工作时光功率被环吸收 → 环升温 → 谐振漂移;漂移强度随数据模式动态变化 长串 1 时环平均功率高、长串 0 时低 → "信号自己在移动信号窗"的闭环问题

数据中心 GPU 机柜的温度波动以秒级发生——在 10 GHz 工作窗口里,环境温度漂 1 K 就接近出窗。这是秒级就可能丢信号的量级,是 MRM 路线能否量产的最大悬而未决问题。

6.4 微环热漂移的四种补偿思路

思路 原理 代价 成熟度 代表
片上热调谐 每环旁集成微加热器 + PID 控制 每环数 mW,CPO 级数百环叠加 → 瓦级总功耗 最成熟 Ayar Labs / Lightmatter / Intel
TEC 片外稳温 模块级温差电制冷 体积 / 成本 / 功耗大,不适合 CPO 封装 成熟(传统可插拔光模块) 传统 ZR/ZR+ 模块
闭环波长追踪 光散射 / PD 反馈 + 数字控制反向调加热器 额外算力 + 控制电路 中-高 Lightmatter Passage
电光调谐(ITO 等) 透明导电氧化物栅控折射率 材料 / 工艺新兴,未成熟 研究阶段 学术界

6.5 Lightmatter 的组合拳(量产可行性验证)

Lightmatter 选择 片上加热器 + 闭环数字稳定组合:加热器粗调到谐振附近,数字闭环细调和追踪漂移

指标 数值
工作温度范围 0–105°C
温度阶跃瞬态响应 > 2000°C/s(即使机柜剧烈温度扰动,闭环能毫秒级把信号拉回工作带)
单 Tx+Rx 微环组合占地 0.006 mm²
单纤带宽密度(双向) 800 Gbps(论文实测)/ 1.6 Tbps(产品单向)

CPO 级扩展性是真正的量产门槛:每环 mW 加热功耗 × 数十-数百环 = 瓦级总功耗预算。Lightmatter 能否把整套闭环控制压进 CPO 封装的热 / 功耗预算里,直接决定 EVK50/EVK100 能不能从 demo 走到量产

6.6 两个旁枝研究方向(量产前夜的备选)

方向 原理 优势 缺点 / 工艺挑战 成熟度
被动非热化(Athermal) 负热光系数聚合物与硅波导组合 → 热光系数互相抵消 不需要加热器(节省瓦级功耗 聚合物与硅光工艺兼容性未突破 实验室
SiN(氮化硅)路线 SiN 热光系数比硅低约 8×,理论缓解热漂 工艺与硅光兼容(多晶圆已量产) 电光效应弱,做调制器需额外电光结构 SiN 微环目前主要做滤波器和无源复用,调制器仍由硅基 MRM 主导

结论:MRM 是 CPO 高密度 DWDM 路线唯一可行的调制器——但量产壁垒在热漂移闭环控制能否在数百环规模 + 瓦级功耗预算内同时收敛。这正是 Lightmatter EVK100、Ayar TeraPHY 等头部玩家 27-28 量产的核心检验点。A 股相关受益:硅光引擎自研(中际旭创 / 新易盛 / 华工科技)+ CW 大功率 ELS(源杰科技)+ FAU / 微透镜配套(天孚通信 / 腾景科技 / 炬光科技)。

07 商业化时间线 // COMMERCIALIZATION ROADMAP

CPO 从 2023 年首个工程样品到 2027-2028 规模商用,是一条 4-5 年的产业化曲线。期间 NPO 是关键过渡形态,OFC 与 GTC 是节奏锚点。

2023
Broadcom Tomahawk 5 + 51.2T CPO 工程样品
OFC 2023 首发
2024
Marvell COLORZ 800 ZR
Ayar Labs × Intel OFC 演示
2025
Tomahawk 6(102.4T)配套 NPO/CPO;Nvidia GTC NVL576 路线图
2026
超大规模客户(Microsoft / Meta)小规模试用部署
2027-2028
规模商用
OIF / OSFP MSA 标准稳定

节奏注解:OFC 2023 首发 → OFC 2026 NPO 起量 → 2027-2028 CPO 规模化。中际旭创在 OFC 2026 选择展示 NPO/XPO/OCS 而非 CPO,验证"先 NPO 过渡,再观察 CPO"的判断(中际旭创年报摘要)。

Nvidia CPO 旗舰产品(Quantum-X / Spectrum-X Photonics)

Nvidia 2025 GTC 发布两款集成 CPO 的网络交换平台:Quantum-X Photonics(InfiniBand 路线,26 H1 量产)+ Spectrum-X Photonics(以太网路线,26 H2 量产)。两款均采用 3.6 Pb/s 总带宽 + 144 端口 × 800G 配置,是 CPO 商业化最强信号。

Nvidia Quantum-X Photonics 交换芯片实拍
REALQuantum-X Photonics 交换芯片实拍 — Nvidia GTC 2025 发布的首款集成 CPO 的 InfiniBand 交换 ASIC。中央大裸 die 是 Nvidia 自研交换 ASIC,周围环绕 多个硅光引擎(PIC)同基板共封装。3.6 Pb/s 总带宽 / 144 端口 × 800G 配置。// 图源:Nvidia 官方
Nvidia Quantum-X 拆分图:ASIC + 硅光引擎 + 共封装基板
EXPLODEDQuantum-X 拆分爆炸图 — 从上到下逐层拆解:① 盖板 / 散热结构交换 ASIC die(中央 CMOS 芯片)③ 多个硅光引擎 PIC(环绕分布于 ASIC 周围)④ 共封装基板(玻璃 / 有机基板,连接 ASIC 与 PIC 的高速电信号)⑤ FAU 光纤阵列接出。这种"ASIC 居中 + 多 PIC 环绕"是当前 CPO 主流封装拓扑。// 图源:Nvidia 官方
Spectrum-X 与 Quantum-X 对比
COMPARESpectrum-X 与 Quantum-X 对比 — 两款 Nvidia CPO 旗舰:Quantum-X Photonics(InfiniBand 路线,26 H1 量产)vs Spectrum-X Photonics(以太网路线,26 H2 量产)。两者**总带宽 / 端口数 / 共封装拓扑接近**,主要差异在网络协议栈(IB vs Ethernet)+ 上层调度。Nvidia "InfiniBand 拉 Scale-up + 以太网拉 Scale-out / Scale-across" 的双线 CPO 战略明确。// 图源:Nvidia 官方

CPO 单台 BOM 拆解(开源 26-05 纪要 · 三机型对比)

按"光引擎占比 ~47% 自洽"原则横向对比三台 NV CPO(RMB 口径,与上方 SN6810/SN6800 USD 测算形成双视角验证):

部件 单价 X800-3450(4 封装 / 115.2T) Spectrum 6810(1 封装 / 102.4T) Spectrum 6800(4 封装 / 409.6T)
ASIC ~2 万/颗 4 颗 / 8 万 1 颗 / 2 万 4 颗 / 8 万
光引擎(整体) ~8000/个 36 个 / 30 万 32 个 / 25.6 万 128 个 / 102.4 万
└ PIC 硅光 ~5000/颗 36 颗 / 18 万 32 颗 / 16 万 128 颗 / 64 万
└ EIC 电芯片 1,400/颗 36 颗 / 5 万 32 颗 / 4.48 万 128 颗 / 17.92 万
隔离器 ~20/个 2,300 个 / 5 万 2,048 个 / 4.10 万 8,192 个 / 16.38 万
棱镜 ~20/个 1,150 个 / 2.5 万 1,024 个 / 2.05 万 4,096 个 / 8.19 万
微透镜 ~20/个 1,150 个 / 2.5 万 1,024 个 / 2.05 万 4,096 个 / 8.19 万
FAU ~1,400/个 36 个 / 5 万 32 个 / 4.48 万 128 个 / 17.92 万
Fiber Shuffle 1 套 / 2.1 万 1 套 / 1.87 万 1 套大型 / 7.47 万
单模+保偏光纤 1,440 根 / 1 万 1,280 根 / 0.89 万 5,120 根 / 3.56 万
ELS 外置光源 ~3,000/套 18 套 / 5.4 万 16 套 / 4.80 万 64 套 / 19.2 万
CW 激光器(含 ELS 内) ~200/颗 144 颗 / 2.9 万 128 颗 / 2.56 万 512 颗 / 10.24 万
800G MPO ~350/个 144 个 / 5 万 128 个 / 4.48 万 512 个 / 17.92 万
单机合计 ~65 万 ~55 万 ~220 万
光引擎占比 ~46% ~47% ~47%

关键观察:① 三机型光引擎占比 ~46-47% 几乎一致,验证 BOM 放大口径自洽;② SN6800(4 封装高端机)单机价值量是 SN6810 的 4 倍;③ BOM 中光引擎 + ELS + FAU + MPO + 隔离器是最大 5 项无源/光源价值环节,合计占非光引擎部分 60%+;④ CW 激光器 RMB 口径 ~200/颗 ≈ $28 vs 单产品页 $30-35(详见 CW 光源 §3,两者口径已趋一致)。

Nvidia CPO 交换机市场空间测算(SN6810 / SN6800 双机型)

英伟达 CPO 交换机 Quantum-X 系列分两档:SN6810(7 万美元/台)+ SN6800(35-40 万美元/台,5-6 倍单价)。按出货结构三种情景测算 2027 / 2028 市场——28E 高端占比提升情景市场规模接近 1.7 万亿美元级

单机价格

  • SN68107 万美元/台(主流 CPO 交换机)
  • SN680035-40 万美元/台(高端 CPO 交换机,单价 5-6×)

2027E 市场空间(出货结构三情景)

场景 SN6810 出货 SN6800 出货 SN6810 金额 SN6800 金额 合计金额(亿美元)
6810 为主(90/10) 27 万台 3 万台 189 亿 105-120 亿 294-309
相对均衡(80/20) 24 万台 6 万台 168 亿 210-240 亿 378-408
6800 占比提升(70/30) 21 万台 9 万台 147 亿 315-360 亿 462-507

2027E CPO 交换机市场 294-507 亿美元区间(取决于高端机出货占比)

2028E 市场空间(出货量 ×3.3)

场景 SN6810 出货 SN6800 出货 SN6810 金额 SN6800 金额 合计金额(亿美元)
6810 为主(90/10) 90 万台 10 万台 630 亿 350-400 亿 980-1,030
相对均衡(80/20) 80 万台 20 万台 560 亿 700-800 亿 1,260-1,360
6800 占比提升(70/30) 70 万台 30 万台 490 亿 1,050-1,200 亿 1,540-1,690

2028E CPO 交换机市场 980-1,690 亿美元 —— YoY 增长 3.3 倍(vs 2027E)

关键测算锚点

  • 27 → 28E 出货放大 3.3 倍:SN6810 21-27 万台 → 70-90 万台 / SN6800 3-9 万台 → 10-30 万台
  • SN6800 高端机占比演变 是 ASP 中长期主要驱动——10% → 20% → 30% 三档情景下市场规模差距 1.8 倍
  • 28E 高端占比提升场景:CPO 交换机市场 1,540-1,690 亿美元 ≈ 1.1-1.2 万亿人民币
  • A 股间接拉动:CPO 单交换机 8-32 颗光引擎 + 多颗 ELS CW + 玻璃基板——FAU / ELS / 玻璃基板 / 硅光引擎赛道结构性受益

投研意义:CPO 交换机市场 27E 294-507 亿美元 → 28E 980-1,690 亿美元——单一速率代际带动数千亿美元基础设施投资Nvidia 一家定义市场节奏,A 股受益链需紧跟 Quantum-X / Spectrum-X 量产时点(26 H1 / 26 H2)+ SN6810 → SN6800 高端机占比演变。

CPO 30 万台年市场空间(20 万 6810 + 10 万 6800)

按 20 万台 6810 + 10 万台 6800(30 万台合计,对应 SN6810/SN6800 §07 三情景"相对均衡 80/20"逼近):

  • 光引擎 OE 总量:32×20 + 128×10 = 1,920 万 OE/年(SN6810 32 OE/台 + SN6800 128 OE/台)
部件 6810×20 万(亿元) 6800×10 万(亿元) 合计(亿元) 远期 100 万台弹性
光引擎(整体) 512 1,024 1,536 5,000+
└ PIC 硅光 320 640 960 3,000+
└ EIC 89.6 179.2 268.8 900
ELS 光源 96 192 288 960
FAU 89.6 179.2 268.8 900
MPO 连接器 89.6 179.2 268.8 900
隔离器 82 164 245.8 820
CW 激光器 51.2 102.4 153.6 510
棱镜 41 81.9 122.9 410
微透镜 41 81.9 122.9 410
ASIC 40 80 120 400
Fiber Shuffle 37.3 74.7 112 370
单模+保偏光纤 17.8 35.6 53.4 180
整机合计(光引擎含 PIC+EIC,不重复) ~1,098 ~2,195 ≈ 3,293 亿 ~11,000 亿

远期 RMB 弹性梯队:① 千亿级:PIC 硅光(28-30E 3,000 亿+);② 270 亿级(远期 900 亿):ELS / FAU / MPO / 隔离器;③ 120-150 亿级(远期 400-500 亿):CW / 棱镜 / 微透镜 / Fiber Shuffle。当前 30 万台 / 年市场对应 ~$470 亿(按 7.0 汇率),与 §07 SN6810/SN6800 USD 测算 27E 294-507 亿美元区间一致——RMB 与 USD 双视角口径互验

耦合 + 检测设备市场(罗博特科核心赛道)

按光引擎 OE 总量 1,920 万 OE/年(30 万台 × 32-128 OE/台)倒推设备需求:

设备 单设备产能 年需求量 单价 市场空间/年
耦合设备 3 万 OE/台 640 台 2,000-3,000 万 128-192 亿
检测设备 5 万 OE/台 384 台 1,000-2,000 万 38-77 亿
合计 ~166-269 亿/年

罗博特科(300757)通过收购 ficonTEC(英伟达 / Intel / 博通 / 台积电 / 思科 / Ciena / Lumentum / 华为 / Sicoya 核心设备供应商)切入硅光/CPO/OCS 自动化封测设备全球级供应链远期 100 亿+ 利润弹性(按 166-269 亿年市场 × 份额 × 利润率推算)。

CPO 最大预期差子赛道:dFAU(可拆卸光纤阵列单元)

为什么 dFAU 是 CPO 价值量重塑里最被低估的环节:CPO 把光引擎焊死在交换机 ASIC 旁边,一旦光引擎损坏整块交换机报废——单台 SN6800 价值 $35-40 万的代价不可接受。dFAU 的核心价值 = 让 CPO 交换机可维修(光纤侧可拆卸,故障时只换 dFAU 而非整机)。NVIDIA + Marvell + 博通都已明确把 dFAU 作为下一代 CPO 交换机标准连接方案。

价值量 10× 通胀

形态 通道数 单价 适用
传统光模块 FAU 8 通道 $15 800G / 1.6T 可插拔模块
CPO FAU(不可拆) 32-40 通道 $150+ CPO 光引擎 +90° 光路转向
dFAU(可拆卸) 32-40 通道 $200-300 CPO 可维修架构(NV Spectrum 标配)

两条技术路线:折射 vs 反射

维度 折射方案(DFAU 微透镜) 反射方案(MPC 金属反射罩)
原理 纳米级微透镜,光线介质折射率变化转向 + 准直 纳米级金属反射罩曲率涂层,镜面反射转向 + 准直
成熟度 (模压 / 蚀刻成熟,量产风险低) (创新方案,良率瓶颈待破)
物理空间 透镜厚度 → 占用大 更薄更窄,适配 CPO 拥挤空间
代表 天孚 + Coherent + 康宁(主流) Senko(创新,NV + 博通联选)
A 股代工链 蘅东光(承接 Coherent + 康宁) 致尚科技(承接 Senko 70-80%)

NV Spectrum 36/40 通道可插拔 dFAU 4 家验证

厂商 方案 A 股代工 / 上游
天孚通信(300394) 折射(自有设计 + 制造) 自主一体化
Coherent(NV 投资) 折射 100% 蘅东光代工
康宁(NV 投资) 折射 对接蘅东光(无模块 FAU 产能)
Senko(NV + 博通联选) 反射 致尚科技 70-80% 代工份额

上游核心元件:所有折射方案 dFAU 内部的 微棱镜透镜阵列 + V 槽阵列 全球独步供应商是 炬光科技(688167)——穿透 Senko / Coherent / 康宁 / Lightmatter / US Conec 全方案。

dFAU 27-28E 市场空间测算

  • 每台 CPO 交换机配 32-36 个 dFAU 组件 × dFAU 单价 $200-300
  • 单台 CPO 交换机 dFAU 价值量 ~\(6,400-10,000**(vs 传统 MPO 跳线 ~\)640,提升 10 倍**)
  • 27E CPO 10 万台dFAU 市场 6.4-10 亿美元
  • 28E CPO 30 万台(中性情景,与 §07 SN6810 + SN6800 合计一致)→ dFAU 市场 20-30 亿美元

A 股代工链利润弹性(以蘅东光为例)

  • Coherent + 康宁 合计占 dFAU 60% 份额(折射方案主流 + NV 投资绑定)
  • 蘅东光占 Coherent + 康宁 一半代工份额 ≈ 30% 总 dFAU 市场份额
  • 28E 20 万台 CPO × 32 个 dFAU/台 × $150 × 30% × 30% 利润率 ≈ 6e 人民币利润弹性
  • 加 shuffle box + ELSFP FAU → 蘅东光仅 CPO 部分 400-500e 市值,目标 800e+

CPO 受益 A 股标的(按 BOM 部件分层 · 公司深档梳理)

不参考开源研报的推荐组合,从 wiki 已有 70+ 家公司深档中按 BOM 部件归类。核心覆盖标的多家做多个部件(如蘅东光做 FAU + MPO + Fiber Shuffle + ELSFP)。

BOM 部件 远期市场(亿元) A 股标的
PIC 硅光引擎 960 / 3,000+ 中际旭创(自研 PIC + NPO/XPO 27 量产)/ 新易盛(硅光双平台 + 1.6T DR4)/ 华工科技(NPO 业界首推 + 3.2T)
ELS 外置光源模块 288 / 960 源杰科技(70/100mW 大批量 + 300mW 客户对接)/ 长光华芯(EML/CW/VCSEL 全平台)/ 仕佳光子(CW 已过新易盛验证)/ 永鼎股份(鼎芯 51% 股权)
FAU 光纤阵列 269 / 900 天孚通信(FAU 龙头 + NV CPO 核心)+ 蘅东光(dFAU 折射代工 30% 份额,目标 800e+)+ 致尚科技(dFAU Senko 反射代工 70-80%)+ 炬光科技(V 槽 + 微棱镜上游元件全球独步)+ 太辰光(MPO + FAU 双主业)
MPO 连接器 269 / 900 太辰光(MPO 主业)/ 致尚科技(MPO 12 / 关键词频)/ 仕佳光子 / 杰普特(矩阵光电 MPO + MMC) / 蘅东光(无源内连)
光隔离器 246 / 820 光库科技(隔离器 + TFLN 调制器)/ 福晶科技(光学元件)/ 海泰新光 / 腾景科技(CPO 光连接器)
CW 激光器 154 / 510 源杰科技(CW 龙头)/ 长光华芯(MOCVD 20 台优势)/ 仕佳光子(已过新易盛验证)/ 永鼎股份 / 东山精密(索尔思 26H2 对外销售)
棱镜 123 / 410 炬光科技(V 槽 + 微棱镜阵列 90° 弯折全球独步)+ 福晶科技 + 腾景科技
微透镜阵列 123 / 410 炬光科技(一体化耦合透镜 + 2D 微透镜阵列)+ 腾景科技 + 福晶科技
Fiber Shuffle 112 / 370 蘅东光(无源内连)+ 太辰光 + 仕佳光子
单模+保偏光纤 53 / 180 长飞光纤(保偏特种光纤)+ 烽火通信 + 亨通光电
耦合+检测设备 166-269/年 罗博特科(ficonTEC 全球唯一稀缺)+ 杰普特(硅光晶圆测试)

CPO BOM 覆盖度最高的 6 家:① 罗博特科(耦合检测设备稀缺 / 远期 100 亿+ 利润)② 天孚通信(FAU 龙头 + NV CPO 核心 / 270 亿市场)③ 蘅东光(dFAU 折射代工 + Fiber Shuffle + ELSFP / 目标 800e+)④ 炬光科技(棱镜 + 微透镜 + V 槽全球独步穿透所有 dFAU 方案 / 250 亿+ 上游)⑤ 致尚科技(dFAU 反射代工 + MPO / Senko 70-80%)⑥ 源杰科技(CW + ELS 国产龙头 / 远期 510 亿弹性)。

09 相关页面与来源 // REFERENCES

相邻技术

光模块 · 硅光 · NPO · LPO · OCS · 薄膜铌酸锂

涉及公司

中际旭创 · 新易盛 · 光迅科技 · 华工科技 · 天孚通信 · 源杰科技 · 长光华芯 · 仕佳光子 · 腾景科技 · 福晶科技 · 蘅东光 · 致尚科技 · 太辰光 · 光库科技 · 安孚科技

来源

  • 中际旭创_2025_年报_摘要 §3 行业发展趋势(5)
  • 中际旭创_2025H1_半年报_摘要 §3 CPO 态度
  • 中际旭创_机构研报_投资逻辑
  • 行业公开资料:Broadcom Tomahawk ⅚ 白皮书、OFC 2024-2026 主题演讲、Nvidia GTC 2025 公开材料