光通信 CPO 深度研报

概念代码: 250608 | Co-Packaged Optics

概念核心洞察 (Insight)

01. 核心观点摘要

光通信CPO是AI时代下,为解决数据中心功耗与带宽密度瓶颈而生的革命性技术,其核心逻辑是“光进铜退”从设备间向芯片级的终极演进。

当前,CPO正处于产业化初期,即将从样品验证迈向小批量商用的关键拐点。其未来潜力巨大,不仅将重塑光通信产业链,更将通过与GPU、XPU的深度融合(OIO),为整个光子计算产业打开更为广阔的市场空间。

02. 核心逻辑与市场认知

核心驱动力:

  • 功耗瓶颈倒逼:支撑CPO概念最根本的逻辑是极致的能效追求。随着交换机速率向51.2T、102.4T演进,传统光模块功耗占比急剧上升。CPO通过共封装极大缩短电信号传输距离,可实现系统功耗降低30%,光引擎部分功耗降低70%
  • 成本与集成度优化:在超大算力集群中,CPO方案通过简化设计和规模化制造,有望在系统层面实现超过30%的成本节约,并大幅提升端口密度。
  • AI巨头引领:CPO是由下游最终用户——英伟达、博通、谷歌、台积电等AI核心厂商自上而下推动的技术变革,它们的明确Roadmap为商业化落地提供了最强确定性。

预期差分析:

  • 时间差:市场普遍预期2025-2026年为爆发期,但更精确的预测指向2026-2027年才是“规模上量”阶段。短期内,LPO等过渡方案的生命周期可能比市场想象的更长。
  • 价值链认知差:核心逻辑在于“以价换量”。虽然单个光引擎价值量可能低于光模块,但用量将成倍数(可能超5倍)增长,且应用场景延伸至芯片间(OIO),整体市场空间急剧扩大。
  • 竞争格局认知差:国内头部厂商(如天孚、中际、新易盛)凭借在光引擎封装、无源器件等环节的领先优势,已深度绑定海外核心客户,产业链主导权仍在国内,这构成了国内厂商的预期差。
03. 关键催化剂与发展路径

近期催化剂 (未来3-6个月):

  • 英伟达CPO交换机量产:首款CPO IB交换机预计于2025年Q3-Q4推出,其出货量与客户反馈是商业化成熟度的试金石。
  • 台积电CPO封装量产与良率:台积电计划于2025年下半年量产,其良率爬坡情况将直接决定CPO的成本曲线。
  • 博通51.2T CPO交换机商业部署:其商业订单落地情况,将是CPO在以太网生态中渗透的重要信号。

长期发展路径:

  1. 第一阶段 (2025-2027):Scale-out渗透。CPO将在1.6T/3.2T交换机上开始规模商用,主要应用于机柜间的连接。
  2. 第二阶段 (2027-2028):Scale-up (OIO)开启。光互联下沉至服务器内部,实现GPU/XPU间的光连接。NV roadmap预计28年开始量产柜内OIO,打开全新增量市场。
  3. 终局 (2028+):全光网络。CPO/OIO与OCS(光交换)并行,共同推动数据中心向全光网络演进。
04. 潜在风险与投资启示

潜在风险:

  • 技术风险:封装良率(当前约60%,需提升至80%以上)和可靠性(故障或导致主板报废)是规模商用的最大瓶颈。
  • 商业化风险:渗透速度可能不及预期,LPO等方案可能在一定时期内仍具性价比优势。
  • 竞争风险:价值链可能向上游芯片和封装环节集中;OCS(光交换)是并行的终局技术选择,存在路线之争。

投资启示与关键指标:

当前阶段,最具投资价值的是CPO架构下需求确定性高、价值量显著提升的“增量”核心元器件环节,如外部光源(ELS)、光引擎无源器件封装(FAU)、高密度光连接(MPO/Shuffle Box)。

  • 需重点跟踪的指标:
  • 下游巨头CPO交换机的实际出货量
  • 台积电CPO封装及国内光引擎的封装良率
  • CPO方案的$/Gbps成本与可插拔方案的对比。
  • 核心公司CPO相关产品的订单确认情况及收入占比

多源数据情报矩阵

技术定义与驱动力

CPO(共封装光学)是将光引擎与交换ASIC芯片集成封装,以降低功耗、提高集成度和成本。核心驱动来自AI网络对能效和可靠性的严苛要求。技术形态为光引擎集成在交换机ASIC附近,标志着光通信应用场景下沉至PCB板级和芯片间。

市场前景与时间线

权威机构LightCounting预测,CPO将于2024-2025年开始商用,2026-2027年规模上量,2027年应用占比达30%。英伟达、博通等巨头引领,预计CPO交换机将于2026年开始批量,台积电引领的柜内OIO预计2028年量产。百万卡集群是中期目标,市场空间远未到天花板。

产业链核心增量环节

  • 光引擎: 核心部件,国内厂商中际旭创、新易盛、天孚通信深度布局。
  • 外部CW光源(ELS): 硅光CPO主流选择,价值量大幅提升。相关公司:源杰科技, 仕佳光子
  • 高密度光连接: MPO/MTP连接器、光纤柔性板(Shuffle Box)用量倍增。核心标的:太辰光, 天孚通信
  • 半导体封装: TSV硅通孔是核心环节,要求光模块公司具备半导体技术储备。相关公司:晶方科技
  • 硅光工艺配套设备: 耦合/贴片/测试设备需求增长。相关公司:罗博特科, 炬光科技

技术挑战与方案对比

  • CPO挑战: 技术门槛高,结构复杂,目前面临可维护性差、封装良率低、功耗管理难等问题,生态系统尚不完善。
  • 与LPO对比: LPO(线性驱动可插拔光学)架构接近现有方案,生态完善,具备短期部署优势,是当前过渡期主角。
  • 与OCS对比: OCS(光交换机)被认为是与CPO/OIO并行的终局技术方案,可能呈双分天下格局。谷歌坚定站队OCS,而AWS/微软对CPO兴趣更大。

近期异动个股归因分析

产业链核心标的梳理

股票名称 股票代码 核心逻辑 / 关联原因 产业链环节