> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # 光互联 CPO 行业总结 ## 核心内容 CPO（光电共封装）已成为光模块行业应对AI网络带宽需求的确定性趋势。CPO通过将光引擎OE与交换芯片ASIC共基板封装，实现极致能效、带宽密度与低时延，是AI及超算高密度互连的终极方案。 ## 主要观点 - **CPO的必要性**：随着AI网络带宽需求增长，传统可插拔光模块无法满足互连速度、距离、密度与可靠性要求，CPO成为必然选择。 - **硅光子产业链拐点**：CPO是硅光子规模化落地的刚需载体，推动其从定制化向标准化量产转型。 - **台积电COUPE平台优势**：台积电COUPE平台通过先进的3D异质集成技术，实现光引擎与电子芯片的紧密集成，成为行业领先方案。 - **技术路线多样性**：CPO架构下，光引擎集成技术涵盖从2D封装到3D单片集成的多种方案，满足不同性能需求。 - **市场规模预测**：预计2027年CPO市场规模将突破50亿美元，2030年达到150亿美元。 ## 关键信息 ### CPO架构组成 - 典型CPO交换机芯片模块由五大核心单元协同组成：交换/计算ASIC封装体、光引擎模块、高性能互连基板、先进散热系统、高密度光纤管理与连接系统。 - 以英伟达Quantum-X为例，其提供115.2 Tb/s的硅光交换机，包含144个800G端口，4个switch芯片模组，18个1.6T硅光引擎。 ### 硅光子产业链层级 - **材料层**：包括热界面材料、底部填充材料、积层膜、玻璃芯基板、紫外胶等。 - **器件层**：包括散热部件、光学部件（波导、光纤、超构透镜）、激光源、光纤阵列单元等。 - **封测层**：包括光学封装平台、电芯片测试、光芯片测试与耦合等。 - **系统层**：包括CPO光引擎和CPO交换机芯片模组。 ### COUPE平台技术特点 - **3D异质集成**：将先进逻辑工艺（如7nm）的EIC堆叠在65nm SOI硅光工艺的PIC上，实现铜-铜混合键合互连。 - **工艺优化**：采用光学邻近校正（OPC）技术，提升器件性能一致性与良率，控制线宽偏差在2纳米（3σ）以内。 - **器件库与PDK**：COUPE平台提供覆盖O波段的完整Si/SiN无源与有源光器件库，支持光子芯片设计与仿真。 ### 光器件性能指标 - **无源器件**：包括高带宽、低损耗的波导、光栅耦合器、边缘耦合器、多模干涉仪和定向耦合器。 - **有源器件**：包括微环调制器（MRM）、双微环谐振器（DMRR）、锗光电探测器（Ge PD）、雪崩光电二极管（APD）等。 - **性能表现**：硅基光栅耦合器（SPGC）峰值损耗约1.3dB；基于SiN/Si复合结构的SPGC，纯硅SPGC的TE与TM模式峰值损耗约2dB；双微环谐振器相比单微环，实现更陡峭的滤波响应和更高的波长选择性。 ## 技术落地与客户绑定 - **技术成熟度**：台积电COUPE平台经过反复仿真与制程优化，已实现完整半导体制程技术。 - **标杆客户**：英伟达Spectrum-X交换机于2026年6月实现量产，博通Tomahawk 6 Davisson交换机也将采用基于台积电COUPE的光引擎。 - **技术路线分三步走**：2026年实现基于CoWoS技术的CPO，2026年6月实现6.4Tbps光学引擎，2027年进入大规模部署阶段。 ## 投资建议与风险提示 - **投资建议**：CPO生态逐步形成，台积电与英伟达处于领先地位，国内厂商有望进入供应链体系，加速国产化验证与量产落地。 - **风险提示**： 1. CPO技术路线碎片化； 2. CPO订单不及预期； 3. 光模块产能过剩与价格下行； 4. 供应链与地缘风险。 ## 相关公司 - **光模块、CPO/NPO**：中际旭创、新易盛、天孚通信、华工科技、光迅科技； - **光芯片**：源杰科技、东山精密、仕佳光子、长光华芯； - **OCS**：腾景科技、福晶科技、矩光科技、德科立； - **CPO设备**：联讯仪器、罗博特科。 ## 技术路线图与市场预测 - **技术路线图**：台积电发布的CPO技术路线图展示了从2D封装到3D单片集成的完整技术谱系。 - **市场预测**：LightCounting预测1.6T CPO产品出货量从2023年的0大幅增长至2029年的900万个，2031年达到1300万个，CPO市场2027年有望突破50亿美元。 ## 图表与数据 - **图1**：英伟达首款CPO交换机Quantum-X内部结构。 - **图2**：全球硅光子产业生态与供应链。 - **图3**：全球1.6T CPO出货预测。 - **图4**：硅光子系统级应用架构。 - **图5**：CPO涉及多种光引擎集成封装方法。 - **图6**：COUPE平台下光引擎集成架构与PIC器件截面。 - **图7**：硅光子核心器件的扫描电子显微镜实拍图。 - **图8**：台积电硅光子工艺全流程监控与测试方案。 - **图9**：硅基光栅耦合器（SPGC）/微环谐振器（MRR）器件性能指标波动。 - **图10**：台积电Si/SiN硅光子平台工艺设计套件（PDK）器件库。 - **表1**：硅光子平台工艺设计套件器件分类详解。 ## 总结 CPO技术正引领光模块行业向高密度、低功耗、低时延方向发展，台积电COUPE平台在其中发挥重要作用，提供先进3D异质集成方案与完整PDK器件库。随着英伟达Spectrum-X等产品的量产，CPO市场将进入快速增长阶段，预计2027年突破50亿美元。国内厂商有望通过供应链整合，加速硅光子产业的国产化进程。