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报告摘要

AI算力系列之CPO：光电融合渐成熟，规模化应用加速

核心内容

CPO（光电共封装）技术是当前解决数据中心带宽增长与功耗挑战的重要创新方案，其通过将ASIC芯片与光引擎在同一高速主板上协同封装，实现系统功耗降低、时延减少、带宽提升和成本下降。CPO技术主要面向数据中心、高性能计算、人工智能和虚拟现实等高带宽、低功耗的应用场景。硅光技术因其高集成度和与CMOS工艺兼容性，成为CPO技术实现的主要路径。

主要观点

技术优势显著：CPO技术通过缩短光模块与芯片之间的距离，大幅降低信号衰减和功耗，同时提升系统性能和集成度。
市场潜力巨大：Yole预测，CPO市场规模将从2022年的600万美元增长到2033年的2.87亿美元，CAGR为69%；OIO（光I/O）市场预计增长更快，CAGR达81%。
技术路径多样化：CPO主要分为硅光单模方案和VCSEL多模方案，分别适用于数据中心内部光互联和超算/AI集群的短距光互联。
产业链协同是关键：CPO涉及多个环节，包括芯片设计、光引擎制造、硅光代工、光模块封装、光源模块、光纤阵列、MPO连接器等，各环节厂商需协同推进技术发展。
海外厂商引领发展：博通、Marvell、英伟达、台积电等海外大厂在CPO技术上已取得显著进展，如博通推出51.2T CPO交换机，英伟达加速CPO量产并发布多款交换机产品，台积电推出COUPE平台。
国内厂商积极布局：中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、源杰科技、仕佳光子、光迅科技、罗博特科、锐捷网络等国内厂商已在CPO技术领域展开布局，部分产品已实现量产或小批量出货。

关键信息

CPO技术优势：
- 降低系统功耗最多可达50%。
- 提高带宽密度，实现更低时延。
- 支持高集成度，降低成本。
硅光成为主流：硅光技术因高集成度、低功耗和CMOS工艺兼容性，成为CPO技术实现的主流路径。
CPO应用前景：
- OIO（光I/O）将光学收发芯片集成于计算芯片内，提升带宽密度和能效。
- 光计算结合AI，具有更高的并行计算能力和更低的能耗。
CPO市场预测：
- 2022-2028年，CPO市场CAGR为24%。
- 2028-2033年，CPO市场CAGR将提升至80%。
- 到2027年，CPO端口将占800G和1.6T端口的近30%。
CPO技术实现：
- 需要高密度连接器（如MPO）和柔性光背板技术。
- 光纤阵列（FAU）和保偏光纤（PM光纤）是实现高精度光学对准的关键。
- 外置光源技术可提高系统的可维护性和散热性能。

建议关注的上市公司

公司名称	技术布局重点
中际旭创	高速光模块研发（400G、800G、1.6T），硅光技术应用，CPO技术预研与布局。
新易盛	硅光模块、相干光模块、硅光子芯片技术，CPO产品布局。
天孚通信	CPO配套产品（多通道高功率激光器、多通道光纤耦合阵列、保偏MPO、光互联组件）。
太辰光	保偏MPO产品、光柔性板技术，拥有完全自主知识产权。
源杰科技	CW光源产品（70mw、100mw、1000mw），为CPO客户提供丰富产品线。
仕佳光子	提供CW DFB激光器、平行光组件、MPO连接器等CPO相关产品，产品序列齐全。
光迅科技	自研CPO ELS光源模块，符合OIF-Co-Packaging-FD-01.0和CPO JDF协议，支持3.2T光引擎。
罗博特科	提供硅光耦合及封装设备，与国际大厂合作，预计2025年设备市场需求将大幅增长。
锐捷网络	发布25.6T CPO交换机，支持800G MPO接口和400G QSFP112接口，参与CPO白皮书编写，推动技术落地。