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CPO&OIO：光通信新蓝海，市场空间巨大

核心内容

CPO（Co-Packaged Optics）与OIO（Optical I/O）是光通信领域的新技术方案，具有高集成度、低功耗和低成本的特点。它们有望在未来两年内成为光通信技术商业化的重要方向，特别是随着英伟达和博通在该领域的加速布局。

主要观点

• CPO 是下一代光通信方案，通过硅光集成技术将光电芯片与交换机芯片集成于同一基板，无需射频走线和Redriver/Retimer等器件。
• OIO 是未来光互联的终局方案，旨在解决计算芯片（如CPU、GPU、XPU）之间的高速互联问题，显著提升带宽密度、能效和连接效率。
• 商业化进度：英伟达和博通在CPO/OIO技术上布局较早，商业化进程加速。英伟达在2025年GTC大会上展示了Quantum-X CPO交换机样机，预计2025H2发布IB版本，2026H2发布以太网版本。博通自2021年起布局CPO，2024年已实现第二代51.2T CPO交换机的demo，并在数据中心进行试点。
• 市场潜力：CPO和OIO光引擎的潜在市场空间巨大，保守/中性/乐观情况下分别为72亿美金/192亿美金/400亿美金和259亿美金/691亿美金/1440亿美金。

关键信息

CPO方案优势

1. 功耗大幅下降：相较光模块，CPO方案可降低单位能耗至5-10pJ/bit，节省功耗达3.5倍。
2. 信号质量提升：信号连接损耗从22dB降至4dB，显著降低电信号劣化。
3. 成本优势：CPO方案在系统级别可节省成本达30%以上，主要得益于电通道简化和DSP的取消。

CPO方案短板

1. 可维护性差：更换故障器件困难且成本高。
2. 封装良率低：硅光芯片封装存在技术瓶颈。
3. 逆解耦化趋势：CPO方案将交换机与光引擎捆绑，与当前解耦趋势不符。

OIO方案优势

1. 带宽密度高：单个OIO光引擎带宽可达40Tbps，带宽密度为5Tbps/mm。
2. 能效优势显著：能效降至3pJ/bit，远低于CPO和可插拔光模块。
3. 解决AI计算互联瓶颈：OIO方案适合scale-up网络，满足AI训练中高带宽需求。

技术路径与封装流程

• 半导体工艺：EIC与PIC采用混合键合工艺，通过介质与铜键合实现信号连接。
• 光学封装：涉及FAU连接器、OSA模组、外置光源模组（ELSFP）等。
• 封装技术：使用COUPE工艺平台，实现硅光芯片与电子芯片的堆叠封装，提升性能与良率。

中国大陆厂商参与机会

• 无源器件：天孚通信等厂商有望参与CPO/OIO产业链。
• 硅光芯片设计：中际旭创、新易盛、光迅科技等具备领先优势。
• 外置光源模组：源杰科技等硅光CW光源厂商有望深度参与。

投资建议

• 重点推荐：无源器件龙头及光学封装工艺厂商天孚通信，硅光芯片设计厂商中际旭创、新易盛、光迅科技。
• 重点关注：光纤连接解决方案商太辰光，硅光CW光源厂商源杰科技。

风险提示

1. 新技术应用节奏不及预期。
2. 新技术方案可能引发供应链格局变化。

市场空间测算

技术与市场趋势

• CPO/OIO应用场景：CPO适用于scale-out网络，OIO适用于scale-up网络。
• 技术发展：英伟达和博通均在CPO/OIO技术上推进多个项目，包括液冷设计、外置光源模组、FOWLP封装等。
• 行业趋势：随着AI算力需求增长，CPO/OIO技术将成为光通信行业的重要发展方向，打开新的市场空间。

附录

• 分析师及联系人：于海宁、黄天佑。
• 图表与数据来源：长江证券研究所、Wind、光通信女人、nextplatform、博通官网、CADENCE官网等。
• 投资评级：根据市场表现，分为看好、中性、看淡等，具体标准见表。

中国大陆厂商参与机会

• 无源器件：天孚通信等厂商具备相关技术能力。
• 硅光芯片设计：中际旭创、新易盛、光迅科技等厂商在该领域有布局。
• 外置光源模组：源杰科技等厂商在CW光源方面具备竞争优势。

技术细节与封装流程

• CPO组装流程：包括IC设计、垂直封装、光学耦合层植入焊点、光学无源器件组装、中介RDL层引脚扇出、PCB封装等。
• FOWLP技术：博通采用FOWLP方案，提升封装良率和系统性能。
• COUPE工艺：实现光子芯片与电子芯片的高效集成，降低耦合损耗，提升带宽密度和能效。

结论

CPO与OIO技术代表了光通信行业的未来方向，其商业化进程正在加速，市场空间广阔。中国大陆光学厂商在多个环节具备参与潜力，未来有望在该领域取得显著进展。