CPO 光引擎产业链
CPO(共封装光学)光引擎Optical Engine是CPO的核心光电转换单元,由 PIC 硅光芯片、EIC电芯片、无源耦合器件组成,与交换机ASIC通过2.5D/3D先进封装共基板集成,把光电转换放到交换芯片封装内部,解决1.6T/3.2T/6.4T高速互联的功耗与信号衰减问题。
产业节奏:NPO近封装先行,CPO大规模商用预计 2028‑2029 年,当前以样品、小批量验证为主。
一、光引擎核心元器件(价值占比最高)
有源芯片(PIC+EIC + 外置光源 ELS)
PIC 光子芯片(硅光/铌酸锂调制器)
海外:Ayar Labs、Intel、Coherent、Lumentum;代工:台积电、格芯国内:光迅科技、光库科技(铌酸锂调制器)、英伟芯、仕佳光子
EIC 电芯片(Driver 驱动、TIA 跨阻放大器),海外高度垄断海外:Macom、Semtech、博通、Marvell国内:中晟微电子、光迅科技,尚处验证阶段,国产化短板明显
外置 CW 激光光源 ELS(硅光 CPO 主流方案,光源外置)海外:Lumentum、Coherent(英伟达战略投资)国内:源杰科技(CW 激光器芯片)、光迅科技
无源器件(CPO 增量最大,耦合是量产瓶颈)
器件:功能;代表厂商
FAU/DFAU 光纤阵列单元:微米级光纤‑硅光耦合,光引擎必备;天孚通信、Senko、康宁微透镜阵列:光束聚焦耦合;天孚通信、蓝特光学、炬光科技隔离器、法拉第旋光片:光路防反射;天孚通信、光库科技、福晶科技高密度 MPO 连接器:多芯光纤互连;太辰光、US‑Conec、致尚科技Shuffle Box 光纤盒:机柜内高密度光纤布线;天孚通信、太辰光
晶圆&封装基板材料硅中介层、高速载板、高导热陶瓷基板海外:台积电 CoWoS 中介层国内:三环集团、胜宏科技、鹏鼎控股
专用设备(卖铲人,耦合设备是核心卡点)高精度自动耦合设备(微米/亚微米对准,决定良率):罗博特科(ficonTEC 全球龙头)、快克智能光电联合 ATE 测试设备:联讯仪器、是德科技晶圆键合、混合键合设备:海外为主,国内逐步突破
二、光引擎研发制造 + CPO 共封装(产业链核心)
光引擎 = PIC+EIC + 无源器件组装耦合;之后再和交换 ASIC 做2.5D/3D 异构共封装,形成完整 CPO 系统。
光引擎设计、组装、集成海外:Ayar Labs、Lumentum、Coherent国内:天孚通信:英伟达供应链,1.6T 光引擎量产,FAU/微透镜/子组件核心供应,不做交换机整机中际旭创:1.6T 光引擎,自研 CPO 整机方案新易盛:NPO/XPO/CPO 多路线并行,12.8T XPO 样机光迅科技、华工科技、英伟芯(6.4T CPO 样机)
先进封测(把光引擎与交换 ASIC 共封装)工艺:CoWoS、FOWLP 扇出、混合键合、TSV 硅通孔
海外:台积电、日月光、Amkor国内:长电科技 XDFOI 高密度扇出、通富微电、环旭电子
交换 ASIC 芯片(CPO 交换机核心)海外:博通 Tomahawk、英伟达 Spectrum‑X(当前商用主力)国内:芯动科技、紫光展锐布局高速 SerDes,暂未商用高端交换芯片
三、AI 超算/智算数据中心(需求端)
海外超大规模云厂商(当前主要验证客户):英伟达、Meta、AWS、微软 Azure、Oracle,占全球 CPO 需求 75%+国内智算:阿里云、腾讯云、华为、中科曙光、字节跳动智算集群
落地顺序:先 Spine 骨干交换机层大规模 AI 集群,中小集群短期仍用可插拔光模块,CPO、NPO、传统可插拔三者中长期共存
四、技术路线对比:CPO vs NPO vs XPO
CPO共封装:光引擎与 ASIC 同一个封装内;功耗最低、密度最高;难度最大,大规模商用约 2028‑2029NPO近封装:光引擎靠近 ASIC 但不共封装,可插拔维护,2026‑2027 先行落地,过渡方案XPO插槽式CPO:可插拔的 CPO 形态,兼顾高密度与维护,Coherent、新易盛主推
五、产业链价值分布与核心瓶颈
价值拆分:光引擎整体占 CPO 系统 BOM 约 60‑70%;其中光芯片 + 外置光源占光引擎近一半,无源耦合器件占 20‑25%,封装测试占 15% 左右
2. 主要卡点
短板:高速 EIC 驱动/TIA 电芯片、高端 CW激光器芯片、高精度耦合设备,海外主导量产难点:亚微米光路耦合良率、散热设计、光电协同测试、整机可靠性、液冷适配产业格局:光引擎组装、无源器件国内强;有源电芯片、高端代工海外占优