光模块设备产业链梳理（二）_工序增_精度升_CPO有望打开光电设备新空间_20页_1mb

CPO 交换机与光电设备产业链分析总结

核心内容

随着 AI 集群的持续发展，光互连架构正从可插拔光模块向 NPO（近封装光学）和 CPO（共封装光学）演进。CPO 通过将光引擎靠近交换 ASIC，显著降低功耗和时延，成为 AI 交换机的重要发展方向。据 Yole Group 预计，2024–2030 年 CPO 光引擎出货量 CAGR 约 176%，市场规模 CAGR 约 137%，预计到 2030 年将达 81 亿美元。

主要观点

1. AI 互连升级：AI 基础设施的瓶颈正从算力与存储转向连接能力，高带宽、低时延的光互连需求更加迫切。
2. CPO 技术演进：CPO 技术从可插拔光模块逐步演进，光电转换位置持续靠近 ASIC，实现更高集成度和更优性能。
3. CPO 技术路线：包括 2D、2.5D 和 3D 封装技术，其中 3D 封装可实现更短的互连距离、更高的互连密度和更低的功耗。
4. CPO 核心部件：包括 ASIC、EIC、PIC、OE、FAU、ELS 等，其中 OE 是集成光引擎，FAU 负责光纤连接管理。
5. 制造体系重构：CPO 制造体系从模块级向晶圆厂和先进封装环节迁移，设备需求升级，对微米级精度要求更高。
6. 设备需求升级：测试、耦合、先进封装成为 CPO 产业化最先受益的环节，设备国产化窗口正在打开。

关键信息

• CPO 优势：相比传统可插拔光模块，CPO 能显著降低功耗（如 NVIDIA Q3450 光引擎每 800G 带宽功耗约 4–5W，相比 16–17W 降低约 73%）。
• CPO 技术演进：从可插拔光模块（100% 铜互连）到 NPO（50% 铜+50% 光）再到 CPO（80% 光互连），光电转换位置逐步靠近 ASIC。
• CPO 产业化进展：NVIDIA、Broadcom、Marvell 等厂商已开始 CPO 产品的工程验证和小批量生产，预计 2026–2028 年 CPO 设备订单将率先释放。
• CPO 制造流程：包括光子晶圆测试、芯片键合、光引擎装配、整机测试等，涉及多个先进工艺环节。
• 设备需求重点：测试、耦合和先进封装设备需求显著增加，对亚微米级贴装、纳米级对准、多通道并行耦合等技术要求更高。
• 国内设备厂商布局：罗博特科、联讯仪器、快克智能、凌云光、燕麦科技、杰普特、奥特维、广立微等企业在 CPO 领域已有所布局，部分产品已实现量产或验证。

投资建议

• 重点布局领域：
  • 测试环节：罗博特科、联讯仪器、燕麦科技、杰普特、奥特维等。
  • 光学组装及耦合环节：罗博特科、凌云光等。
  • 先进封装环节：快克智能等。
• 技术迁移能力企业：
  • 测试仪器设备公司：华兴源创、华盛昌、日联科技、普源精电、鼎阳科技、优利德。
  • 贴片与耦合设备公司：科瑞技术、博众精工、凯格精机、智立方、猎奇智能（拟上市）。
  • AOI 检测设备及受益于设备升级的机器视觉上游企业：奥普特、埃科光电、天准科技。

风险提示

1. CPO 产业化及下游资本开支不及预期的风险；
2. 国产设备验证及产业化进度不及预期的风险；
3. 技术路线演进及客户导入节奏存在不确定性的风险。

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附：图表目录（摘要）

• 图表1：2024-2030年CPO光引擎出货量CAGR预计约176%
• 图表2：2024-2030年CPO光引擎市场规模CAGR预计约137%
• 图表3：CPO通过缩短电互连路径降低单位带宽功耗
• 图表4：可插拔光模块与CPO能耗对比
• 图表5：可插拔光模块-NPO-CPO光电转换位置持续靠近ASIC
• 图表6：可插拔光模块-NPO-CPO特征对比
• 图表7：CPO光电共封装结构
• 图表8：基于Wire bonding的2D封装技术
• 图表9：基于硅基板的2.5D封装技术
• 图表10：COUPE及包含有源和无源光子器件的PIC结构剖面示意图
• 图表11：CPO技术路线（按封装方式分类）
• 图表12：英伟达主要CPO供应商及所在地
• 图表13：英伟达和博通已发布CPO产品对比
• 图表14：英伟达Quantum3450交换机及对应供应合作方
• 图表15：英伟达主要CPO合作方
• 图表16：博通TH6 Davisson 102.4T CPO
• 图表17：Marvell CPO交换机参考设计
• 图表18：CPO产业链各环节参与方梳理
• 图表19：纳真科技光模块生产工序
• 图表20：CPO封测过程及相关设备
• 图表21：可插拔光模块与CPO封装工艺及设备需求对比
• 图表22：EIC和PIC测试要求对比
• 图表23：CPO的四个测试阶段
• 图表24：CPO测试设备供应链
• 图表25：ficonTEC测试产品
• 图表26：光栅耦合和边缘耦合对比
• 图表27：国内CPO设备厂商布局情况