CPO行业现状与发展趋势分析(2026年)

2026-06-08 07:47:12

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　　当人工智能的浪潮以摧枯拉朽之势重塑全球数字经济版图，数据中心正面临一场前所未有的带宽危机与功耗之墙。传统可插拔光模块在高速传输面前日益力不从心——电信号需在铜缆上传输数十厘米方能到达光模块，衰减严重、功耗高企，已无法匹

　　当人工智能的浪潮以摧枯拉朽之势重塑全球数字经济版图，数据中心正面临一场前所未有的带宽危机与功耗之墙。传统可插拔光模块在高速传输面前日益力不从心——电信号需在铜缆上传输数十厘米方能到达光模块，衰减严重、功耗高企，已无法匹配AI大模型对算力近乎贪婪的渴求。据行业统计，数据中心能耗中约有三成来自互连系统，而铜缆的传输延迟更是光纤的十倍以上。

　　正是在这一背景下，共封装光学技术(CPO，Co-Packaged Optics)从实验室的概念验证一跃而出，走到了产业化的聚光灯下。CPO的核心逻辑简洁而有力：将光引擎与交换芯片或AI加速器共封装于同一基板之上，使电气互联距离从厘米级骤缩至毫米级，从而大幅降低功耗、提升带宽密度、减少信号延迟。这不是对传统方案的小修小补，而是一场从底层架构上对光互联范式的颠覆性重构。

　　2026年，被行业普遍视为CPO的商用元年。英伟达明确将这一年定为CPO商用元年，其Spectrum-X硅光交换机与Quantum-X InfiniBand平台已启动小批量出货，主要面向核心AI云服务商进行试点部署。博通推出了业界首款超百T级带宽的CPO以太网交换芯片，台积电硅光整合平台全面量产，日月光、长电科技等封测巨头同步锁定量产节奏。CPO，正从技术验证的象牙塔，大步迈向规模化商用的广阔旷野。

　　CPO产业链的上游，光芯片、磷化铟材料、硅光器件等核心环节仍由海外厂商占据主导地位，这是国产替代最艰难也最关键的战场。美国光通信龙头Lumentum产能已排至数年之后，Coherent获头部客户极其巨大的CPO订单，数据中心业务订单出货比超四倍，Tower半导体的硅光产能更是被预订一空，超七成产能已获客户预付款锁定。

　　然而，国产力量正在加速崛起。仕佳光子的AWG芯片已完成研发并进入客户验证，填补了国内高端波分复用芯片的空白;长光华芯在高功率激光芯片领域具备核心竞争力，深度受益于CPO光源需求的爆发;炬光科技的V型槽加工工艺取得突破，满足CPO高精度装配需求。可以说，上游的每一次突破，都在为CPO的规模化商用铺平道路。

　　中游是CPO产业链中中国企业优势最为显著的环节。光引擎与模块封装，正是国内龙头企业深耕多年、厚积薄发的领地。

　　中际旭创作为全球CPO光模块的绝对龙头，其领先优势体现在三个维度：量产进度上，苏州工厂建成了全球首条CPO量产线，良率已稳定在极高水平，领先同行约半年;客户绑定上，深度绑定英伟达、谷歌、微软等全球AI巨头，英伟达相关订单贡献营收超过三成;技术路线上，既有可插拔光模块的成熟产能，又在NPO、CPO领域全面布局，攻守兼备。

　　天孚通信则走了一条独特的路径——不直接做光模块，却是英伟达CPO交换机不可或缺的核心供应商。作为英伟达硅光光引擎的核心供应商，其采购份额占比极高，同时极有可能成为英伟达下一代CPO交换机FAU(光纤阵列单元)的核心供应商。在CPO封装中最难攻克的高效率耦合工艺上，天孚通信拥有强大的制造能力，这构成了其难以被绕开的护城河。

　　新易盛已具备CPO晶圆级封装工艺技术条件，跻身全球CPO研发第一梯队，同时构建了覆盖传统可插拔、LPO、NPO及CPO等多种互连形态的技术体系，有效规避了单一技术路线的商业化风险。

　　华工科技虽在NPO领域已实现商业化突破，但在CPO领域同样加速布局，已掌握液冷CPO光引擎技术，能效指标业内领先，并深度参与下一代数据中心互连标准的制定，在标准话语权上抢占先机。

　　CPO的早期采用者，几乎清一色是超大规模数据中心运营商——微软、Meta、谷歌、亚马逊、甲骨文。这些巨头已在内部开展CPO试验，并非出于实验目的，而是在寻找任何能够帮助其摆脱更高功耗预算的方法。对他们而言，CPO不是一项孤立的技术升级，而是下一代AI基础设施的关键赋能要素。

　　与企业级数据中心不同，超大规模运营商已习惯于非传统的供应链模式，愿意接受供应商锁定，只要性能提升足够显著。他们拥有强大的工程团队，能够针对供应商的弱点进行自主设计，甚至要求定制化解决方案。对他们来说，问题不是是否应该部署CPO，而是能多快将其产业化。

　　CPO的封装路线D垂直堆叠双线D CPO采用光子IC与电子IC通过中介层并排集成的方案，通过中介层上的金属互连实现PIC与EIC的高效电造带宽连接，是当前量产的主流路线D CPO则通过垂直堆叠将光子集成电路直接安装于电子集成电路之上，实现最高密度与最优性能，更好的热负荷分布和精度组合，代表着未来的演进方向。

　　博通、台积电、英伟达等全球龙头均已实现规模化量产落地。台积电正在研发第二代CPO技术，采用芯片-中介层方案，使CPO芯粒更接近ASIC，进一步降低功耗并提升带宽密度。

　　硅光技术凭借高集成度、低成本等优势，已成为CPO的主流技术路径。硅光芯片与CMOS ASIC都基于硅材料，热膨胀系数接近，制造工艺兼容，电接口标准化，天然适配CPO的封装需求。在CPO架构中，硅光芯片承担光I/O引擎的核心功能——光电转换、电光转换、波长复用/解复用、光信号调理，一应俱全。

　　值得关注的是，CPO并非一蹴而就。在从可插拔到完全共封装的过渡期，LPO(线性驱动可插拔光学)和NPO(近封装光学)充当了重要的桥梁。LPO通过移除DSP降低功耗和延迟，NPO则将光引擎置于芯片旁的基板上，技术难度相对较低。华工科技已实现NPO产品的商业化部署，月产能可观，可满足北美客户的紧急交付需求。

　　行业普遍认为，博通的可插拔光模块至少持续到较远的未来，CPO大规模商用的真正拐点在数年之后。但这并不妨碍CPO在特定场景中率先渗透——尤其是在超大规模AI集群的交换机侧，CPO已开始小批量落地。

　　2025-2030年中国光电共封装（CPO）市场深度分析及投资风险研究报告》预测，CPO市场在未来数年内将保持极高的复合增长率，远期市场规模有望达到百亿美元量级，端口出货量接近亿级。从渗透率来看，当前CPO在数据中心光模块市场中的占比仍然较小，但增长速度惊人。随着1.6T CPO成为主流量产规格，3.2T产品进入客户验证，渗透率正快速攀升。尤其在AI算力集群中，CPO采购占比已相当可观，预计在超大规模数据中心高端场景中，CPO渗透率将大幅突破。

　　价格下行正在加速渗透进程。1.6T CPO模块单价已从初期的高位大幅下探，成本的快速下降倒逼AI厂商加速部署。中国市场在东数西算工程的拉动下需求旺盛，国产CPO厂商在全球市场中的份额持续提升，已占据近半壁江山。

　　热管理是当前最突出的技术瓶颈。光器件对温度极为敏感，将激光器靠近ASIC本身就引入了热相关风险。温度不稳定会导致波长漂移、加速老化和性能下降。目前，ELSFP(外部激光源小型可插拔器件)方案被视为一种折中——激光器可单独更换，缓解了维修焦虑，但也引入了插入损耗等新问题。

　　制造复杂度与良率仍是规模化的最大障碍。CPO制造工艺从分立组装转向光电异构集成，测试对象从独立模块升级为芯片与光引擎的系统级协同验证，直接带动设备价值量与技术壁垒大幅提升。

　　标准缺失也是行业痛点。虽然OIF已发布CPO模块实施协议，但多厂商互通难题尚未完全解决。不过，行业标准正在加速完善，预计在近期将陆续发布电接口、光接口、可靠性测试等关键规范。

　　此外，LPO等过渡方案的存在延缓了CPO的全面替代节奏，部分企业对早期CPO的生产良率、散热性能、维护模式缺乏信任，采取渐进式部署策略。

　　速率阶梯式升级——从1.6T到3.2T再到6.4T，每一代速率的切换都将带来新一轮的市场洗牌。当前1.6T已批量交付，3.2T进入验证送样，更高速率的研发已在路上。

　　封装持续演进——从2.5D中介层快速向3D堆叠、晶圆级异质集成、混合键合演进，TSV/TGV、微凸点工艺全面普及，UCIe芯粒互联标准落地，实现跨厂商兼容。

　　散热革新——浸没式液冷、微流道液冷、相变散热将成为标配，高热密度问题终将被攻克。

　　场景渗透路径清晰——短期优先落地交换机侧(Scale-out)，兼容现有架构;中期向GPU/XPU直连渗透(Scale-up);长期全面覆盖超算、智算中心、边缘智算，成为高端互连标配。

　　国产化加速——中国企业在光模块、光引擎、中低端光芯片领域已全球领先，高端芯片与器件持续突破，深度绑定全球AI供应链，成为CPO红利的核心受益者。

　　CPO，不是一个简单的技术名词，而是AI算力时代光互联架构的终极答案。当铜缆的物理极限逼近，当功耗墙高不可攀，当带宽需求以几何级增长，CPO以其电短光长的核心理念，为数据中心打开了一扇通往未来的大门。

　　2026年，这扇门已经推开。从英伟达的Spectrum-X到博通的百T级交换芯片，从台积电的硅光平台到中际旭创的量产线，从华工科技的NPO商业化到天孚通信的光引擎出货——整个产业链正在从概念炒作迈向业绩兑现，从技术验证走向规模商用。

　　这是一场属于勇敢者的竞速。谁能在良率、散热、成本三座大山上率先突围，谁能在标准制定中抢占话语权，谁能在客户绑定上建立不可替代的壁垒，谁就将在这场光电共封装的产业革命中，立于不败之地。

　　2025-2030年中国光电共封装（CPO）市场深度分析及投资风险研究报告》。

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