光模块行业深度_二_CPO商业化节奏探讨及结构件拆解_27页_1mb

报告摘要

CPO商业化节奏及结构件拆解总结

核心内容

CPO（Co-packaged Optics，光电共封装）作为光模块行业的一项前沿技术，通过将光引擎与交换机ASIC或计算处理器集成封装，显著提升数据传输性能并降低功耗。其主要优势包括：

降低功耗：相比传统可插拔光模块，CPO能实现显著的能耗降低，如Nvidia Q3450 CPO每800G带宽功耗为4-5W，节能率达73%。
高带宽密度：支持跨机架扩展，突破铜缆的带宽与距离限制，如Nvidia Spectrum 6800支持连接131,072个GPU。
低延迟与高信号完整性：电信号传输距离缩短至数十毫米，MTBF（平均无故障时间）达260万小时。
长期TCO优势：在两层网络架构下，集群总成本可降7%，网络成本可降46%，光模块成本可降86%。

然而，CPO也存在一定的挑战：

初期成本高：光引擎（含FAU）单套成本约为3.5-4万美元，叠加厂商高毛利率后可能高于传统方案。
散热问题：高密度集成带来严峻的散热挑战，需配套液冷系统。
可维护性差：故障通常需要更换整个板卡，影响系统灵活性。
标准缺失：缺乏统一行业标准，跨厂商设备兼容性差，影响推广速度。

主要观点

CPO商业化节奏：
- CPO技术目前处于产业加速初期，未来三年是行业渗透率快速提升、供应链格局逐步构建的关键窗口期。
- 在Scale out侧，CPO的渗透率有望逐步提升，其对成本和功耗的影响较小。
- 在Scale up侧，商业化节奏受供给端影响更大，推进效率和需求迫切性更高。
- CPO预计将在AI算力集群等对带宽和功耗有极端需求的场景中率先落地。
技术路径与过渡方案：
- LPO：移除DSP芯片，将信号处理交给主机ASIC，但存在传输距离和系统兼容性问题。
- NPO：近封装方案，保留可插拔特性，适配PCB板，具备量产优势，但在功耗和延迟方面不如CPO。
- XPO：超高密度可插拔光学，支持12.8Tbps单模块带宽，由Arista推动，具备高密度、液冷、可插拔等优势。
- CPC：共封装铜缆方案，通过直接引出铜缆实现低插入损耗，是CPO的替代方案之一。
- MicroLED CPO：结合微米级发光二极管与共封装技术，实现更高密度并行光发射，具备较低驱动电流和简单调制方式的优势。
CPO结构件与制造环节：
- 核心组件：包括4颗Quantum-X800 ASIC芯片、72个1.6T光引擎、18个ELS模组、1152根光纤、144个MPO和36个保偏MPO。
- 制造难点：微环调制器、PIC和EIC封装、OE和ASIC封装、光纤耦合等环节工艺复杂，良率较低。
- 光耦合技术：分为边缘耦合和光栅耦合两种，边缘耦合需要高精度对准，而光栅耦合则更便于制造，但对偏振敏感。

关键信息

CPO技术优势：芯片级集成，显著提升带宽密度和降低功耗，适用于AI算力集群等高需求场景。
CPO技术劣势：初期研发与生产成本高、散热需求大、可维护性差、缺乏统一标准。
CPO商业化路径：预计首先在Scale up侧大规模落地，后续逐步向Scale out扩展。
CPO制造环节：包括光引擎封装、光纤耦合、MPO组装、测试设备等，其中微环调制器、光纤耦合、高精度封装是主要难点。
供应链瓶颈：产业链高度碎片化，尚未形成成熟闭环生态，关键环节如光引擎、FAU、保偏光纤等存在产能不足问题。

投资建议

行业层面

CPO行业趋势：在英伟达、博通等头部厂商推动下，CPO技术加速商用，未来三年是行业渗透率快速提升的关键期。
关注重点：
1. 高性价比环节：大功率CW光源、FAU和ELS模组，以及CPO耦合/测试设备、保偏光纤、先进封装（如PIC和EIC）等。
2. 技术路线布局：关注LPO、NPO、XPO等技术路线的进展与竞争格局。

个股层面

推荐标的：
- 天孚通信：已覆盖，提供Fiber Array等关键产品。
- 罗博特科：硅光测试设备与耦合设备龙头，具备高精度制造能力。
- 致尚科技：与Senko合作紧密，提供微光学元器件，布局CPO和OIO。
- 炬光科技：微透镜核心供应商，具备高精度加工能力，参与多个全球数通生态链。
- 中际旭创：已覆盖，提供硅光器件及模组。
- 新易盛：美国投资建设CPO生产基地，布局高功率激光器。
- 环旭电子：日月光投控成员，具备先进封装能力。