电子行业研究：大规模AI集群带动CPO加速看好产业链公司

内容目录一、络联模密、速提，CPO换片推，CPO透提已具件 4CPO求：络联规、度速持提升化CPO需求 4CPO给：通英伟、Marvell速出CPO交芯，CPO定性显升 8二、器、圆工测、CPO决案商望受益 9CPO业主包核心器、造CPO解决案以达CPO方案例析 9心器厂有受益，Lumentum厂望积极 12电COUPE术望巩台电业位光引封、CPO试商有受益 17达CPO方技激进交机商望益CPO带的入长 21三、资议 22四、险示 23图表目录图表1：大型练耗的力经到10^25FLOP量级 4图表2：集规越网络件本功占越大 5图表3：单个CPO较拔光块以低65功耗 6图表4：在层络群当，CPO案以幅度低耗单：W/单个GB300NVL72柜） 6图表5：CPO比统案可有降成本 6图表6：单个CPO较拔光块以低65功耗 7图表7：在层络群当，CPO案以幅度低耗 7图表8：AI片机联带快增（位：GB/s） 7图表9：NVLink宽增长单：GB/s） 7图表10：CPO可减信号输离有降高速号输损，中红标为信传通道 8图表11：博通22年第代CPO交片Humbolt，26已推出102.4TCPO交芯片 8图表12：英达经出Infiniband协的CPO交换片未将展以太协议 8图表13：CPO产链理 9图表14：典的CPO换机中心括换片、引、部源等 10图表15：单个Quantum-XCPO模当有个子模共18个引擎 10图表16：单个Quantum-XCPO模当具有36激光入道，288个据通道 10图表17：单光擎宽为1.6Tbps，通光对外接 11图表18：光擎中括光阵连器3D叠的PIC与EIC等 11图表19：EIC采台电N6制，PIC与EIC用COUPE术装 11图表20：CPO模通部光与部行信互联 11图表21：单个Quantum-XCPO交机有18外光源144个MPO，总宽155Tbps 11图表22：CPO通采用CW激器为部源 12图表23：Lumentum预其25~30高率光产能CAGR超200 13图表24：Coherent预其磷铟能26底较25年提一，27年较26年提一以上 13图表25：2028年CW将过EML需求 13图表26：住光器产能速长 13图表27：Lumentum器营收续比长 14图表28：Lumentum计CPO、OCS等务望单度20亿元入提升利力 14图表29：Coherent数中心关入续比长 14图表30：住通市收入25H2环增长 14图表31：博第代CPO方中，EIC采锗艺与PIC过TSV连接 14图表32：博第代CPO方中，EIC采用7nmCMOS艺与PIC过FOWLP术装 14图表33：光擎过FAU光阵单与部源连接 15图表34：光公积布局棱镜 16图表35：英达QuantumX800-Q3450CPO备了144个MPO端口 16图表36：康光信入快增长 17图表37：天通营快速长 17图表38：台电COUPE技术局CPO，较争手有程势 17图表39：台电交芯片CPO案，局XPUCPO方研，望一步低耗延时 18图表40：矽（月子公、Amkor传测厂望与CPO外装测试 18图表41：联讯仪器2025年1~9月前五大客户收入占比约37，其中包括旭创、新易盛、Lumentum等头部企业..............................................................................................19图表42：FormfactorAdvantest京子作的CPO试统用Formfactor密探卡Advantest9300测机 20图表43：VIAVIMPO方案传方可节较多间 20图表44：英达用MRM调器具更好耗、小积 21图表45：薄铌锂PIC份有提（位十亿元） 22图表46：传交机中光块客采后在交机口 22图表47：CPO交机度更，换片成部分模功能 22CPOCPO已具条件CPOCPOAIAIvibecodingopenclawtokenAICPOEpochAI10^25FLOPGPT-56.6*10^25FLOPGrok410^26图表1：大模型训练所消耗的算力已经达到10^25FLOP量级EpochAI210368GPUGB300NVL72594GB300NVL7210118。图表2：集群规模越大，网络硬件成本与功耗占比越大2层网络（最多支持10368个GPU）3层网络（最多支持746496个GPU）4层网络（最多支持约5370万个GPU）成本（美元/GB300机柜）占比功耗（W/GB300机柜）占比成本（美元/GB300机柜）占比功耗（W/GB300机柜）占比成本（美元/GB300机柜）占比功耗（W/GB300机柜）占比服务器4,357,94384142,000934,357,94380142,000914,357,94377142,00088网络589,529119,8146836,94415141,968911,015,9591818,58212光模块363,12574,6003499,92596,1844568,325106,9764交换机208,68145,2143312,68168,0145416,681711,6067光缆等17,7230-024,3380-030,9531-0其他26915252810269,15252810合计5,216,624100152,0951005,464,039100156,4791005,643,054100160,863100SemianalysisAICPOCSPECOC202512051.2TCPOTomahawk5-Bailly个传光块以约65的耗相于LPO光块方也以约35功耗根据Semianalysis3CPO23。CPOSemianalysis3GB300NVL723CPODSPCPO7。图表3：单个CPO较可插拔光模可以降低65的功耗 图表4：在三层网络的集群中，CPO方案可以大幅度降低功耗（单位：W/单个GB300NVL72机柜）DSP光模块方案 LPO方案 CPO方案0光块 交机 网总耗博通 Semianalysis图表5：CPO相比传统方案可以有效降低成本DSP光模块（3层网络）LPO光模块（3层网络）CPO（3层网络）CPO（2层网络）价格变化（相较DSP光模块方案）服务器0000网络0-8-21-46光模块0-13-86-86交换机008115光纤、铜缆等000-27其他0000合计0-1-3-7SemianalysisAMDGPUASICCPOI/O根据AyarLasPOsoreiebanwidh，areabandwidthdensity AyarLabs AyarLabsCPOAI0NVL72scaleoutsacleup440、10G300图表8：AI芯片单机柜互联带宽快速增长（单位：GB/s）

图表9：NVLink带宽快速增长（单位：GB/s）scaleup带宽 scaleout带宽

单通道带宽 双向带宽（右轴）0

A100 H100 GB200 GB300 VR200

0

NVLink1.0

NVLink2.0

NVLink3.0

NVLink4.0

NVLink5.0

NVLink6.0

40003500300025002000150010005000Semianalysis SemianalysisCPOPCB200Gbps22CPO4dB图表10：CPO可以减少电信号传输距离，有效降低高速信号传输的损失，图中红色标记为电信号传输通道英伟达CPOMarvellCPOCPOCPOMarvellCPOCPOCPO25.6TCPOTomahawk4Humbolt51.2TCPOTomahawk5Bailly102.4TCPOTomahawk6Davisson。图表11：博通22年推出第一代CPO交换芯片Humbolt，26年已经推出102.4TCPO交换芯片HumboltBaillyDavisson发布日期202220242026网络标准以太网以太网以太网应用ScaleoutScaleoutScaleout交换芯片Tomahawk4Tomahawk5Tomahawk6CPO交换芯片数量111CPO总带宽25.6Tbps51.2Tbps102.4Tbps交换机总带宽25.6Tbps(半电口)51.2Tbps102.4TbpsSerDes速率(Gb/s单向)100G100G200G光连接方式DR光学FR4光学DR4光学每个光引擎的带宽3.2Tbps6.4Tbps6.4Tbps光引擎数量4816博通，SemianalysisInfinibandCPOAIQuantum-XInfiniBand2026，Spectrum-X以太网2026图表12：英伟达已经推出Infiniband协议的CPO交换芯片，未来将扩展到以太网协议Q3450Spectrum6810Spectrum6800发布时间25H226H226H2通信协议Infiniband以太网以太网交换芯片Quantum-3Spectrum-6Spectrum-6交换芯片带宽28.8Tbps102.4Tbps102.4Tbps6800交换机总带宽115.2Tbps102.4Tbps409.6TbpsSerDes速率(Gb/s单向)200Gbps200Gbps200Gbps6800每个光引擎的带宽1.6Tbps3.2Tbps3.2Tbps6800光引擎数量7232128外部光源数量181664英伟达，SemianalysisMarvellTeralynx1051.2TCPOTeralynx10512112GSerdesMarvellTeralynx10CPOCPOCPOCPOCPO2025ECOC，51.2TTomahawk5BaillyCPOO4GPU9012AICPOCPO，CPOCPO二、光器件、晶圆代工/封测、CPO解决方案厂商有望受益CPOCPOCPOCPOCPO（CPO包CPO（CPO/XPU/。图表13：CPO产业链梳理CPO核心光器件激光器Lumentum、Coherent、源杰、东山精密、住友等光引擎天孚通信等光纤阵列单元FAU天孚通信、Senko、康宁等ShuffleBox太辰光、天孚通信、Browave等MPOUSConec、Senko、太辰光等微透镜蓝特光学、炬光科技等CPO制造晶圆代工台积电、TowerSemi、GlobalFoundries封测台积电、Amkor、日月光等测试设备泰瑞达、Viavi、Keysight、罗博特科、Formfactor、联讯仪器等CPO解决方案CPO交换芯片/XPU博通、英伟达、Marvell等交换机/机柜整机鸿海、天弘科技、智邦等国金证券研究所CPOCPOCPOCPO图表14：典型的CPO交换机当中核心包括交换芯片、光引擎、外部光源等博通英伟达Quantum-XInfiniBandCPO交换机当中具有四个Quantum-XCPO模块，单个Quantum-XCPOQuantum-X80061828.8TbpsPICEIC3DCPOCOUPE图表15：单个Quantum-XCPO模块当中有六个光学子模块，共18个光引擎

图表16：单个Quantum-XCPO模块当中具有36个激光输入通道，288个数据通道英达 英达图表17：单个光引擎带宽为1.6Tbps，通过光纤对外连接

图表18：光引擎当中包括光纤阵列连接器、3D堆叠的PIC与EIC等英达 英达图表19：EICN6PICEICCOUPE

图表20：CPO模块通过外部光源与外部进行光信号互联英达 英达图表21：单个Quantum-XCPO交换机有18个外部光源、144个MPO，总带宽155Tbps英伟达LumentumCPO（ELCPOCWCPOPICCWEML图表22：CPO通常采用CW激光器作为外部光源参数VCSELEMLCW激光器波长850nm(多模光纤)1470-1610nm(C波段,~1550nm)1310-1550nm(单模)传输距离短距离：10Gbps速率下最远可达300m长距离：10-80km(100G速率下典型可达40km)中长距离：使用外部调制可达10-40+km速率/数据率单通道最高100G200G开发)>25Gbps，高速(支持>40GHz，可提供单通道200G)采用硅光子调制单通道最高可达200G调制类型直接调制集成电吸收调制器与CWDFB外部调制色度色散极小(多模光纤)非常低(波长稳定)极小相对成本低高中等功耗非常低较高(每个模块可能超过4.5W)中等(取决于调制器类型)EdgeOpticalSolutionsCWLumentum、Coherent20264LumentumCoherent20202632HoldingsIncLumentum投资20亿美CoherentCoherent20CoherentCoherentum2027Lumentum25~30，LumentumCAGR200CoherentEMLCWCoherent26262028CW到光需的69，超EML的求。住光器产持扩张，友2624282640。图表23：Lumentum25~30CAGR200

图表24：Coherent2625提升一倍，2726Lumentum Coherent图表25：2028年CW需求将超过EML需求 图表26：住友光学器件产能速长EML CW 光器件产能（以2023年为1X）

2024

2026E

2028E

1210864202023 2024 2026E 2028E住电工 住电工CPOCW300mWCW（CWCPOXTmdi、Yole2025（2）200~210仅60万~70万，需缺超70；2026年球需将升至260万~300万，有7570LumentumFY26Q3（1Q26）8.05CPOscaleout2050，scaleupCPO图表27：Lumentum器件营收持续比增长 图表28：Lumentum预计CPO、OCS等业务有望实现单季度20亿美元收入，并提升盈利能力器件收入（百万美元）器件收入（百万美元）QoQ020%18%16%14%12%10%8%6%4%2%0%单季度20亿美元收入年化收入80亿美元毛利率49~523Q24 4Q24 1Q25 2Q25 3Q254Q25营业利润率27 38~424329亿美元FY26（25.7~26.6）一致预期Lumentum Lumentum图表29：Coherent数据中心相关入持续环比增长 图表30：住友通信市场收入25H2比增长数据中心与通信百万美元） QoQ 通信市场收入（亿日元） QoQ0

2Q243Q244Q241Q252Q253Q254Q25

30%25%20%15%10%5%0%

90807060504030201001Q242Q243Q244Q241Q252Q253Q254Q25

25%20%15%10%5%0%-5%-10%Coherent PIC阻放大器(TIA)N6PICCOUPECPOTomahawk4HumboldtEICPICTSV（）Tomahawk5Bailly7mMOSPCFOL（图表31：博通第一代CPO方案中，EIC采用锗硅工艺，与PIC通过TSV连接

图表32CPOEIC7nmCMOSPICFOWLP博通 博通FAUFAU的设计需要与COUPE的光路相匹配。FAUI/O图表33：光引擎通过FAU光纤阵列单元与外部光源连接日月光FAUSenko2025GTCCPOCPOFAU1.6TCPOAISenko20263CPOSENKOPICFAU3D（PIC）FAUASIC或AICPOTomahawk5Bailly。博通的BaillyCPO6.4TbpsFAU如微0.1CPO264CPOFAU蓝特光学水晶光电蓝特光学水晶光电炬光科技大立光微透镜进展自主研发晶圆级三维光刻加工技术，精度可以实现0.1微米。CPO微透镜阵列规模化生产能力微透镜热成型工艺和材料体系已经开发完成，行业客户逐步导入中。CPOFAU1~2各公司公告MPOMPO（NIC）QuantumX800-Q3450CPO144MPO144800G逻721.6T115.2T。MPOUSConecMPOLumen图表35：英伟达QuantumX800-Q3450CPO配备了144个MPO端口ServerthehomeShufflebox（）ShuffleboxShuffleboxBrowave、MolexCPO图表36：康宁光通信收入快增长 图表37：天孚通信营收快速长光通信收入（百美元） YoY 营收（百万人民） YoY0

60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%-40%

0

180%160%140%120%100%80%60%40%20%0% 康宁 天通信COUPECPOCPOCOUPEPICEICCOUPECPOEICPICTowerSemiGlobalFoundriesPICEICEICTIA)GlobalFoundriesSemiPIC制程GlobalFoundries制程GlobalFoundries45nmTowerSemi台积电CMOS0.35/0.18米、65nm制程，推出COUPE技术，可以将PIC、 英伟达QuantumXCPO中PIC采EIC进行异构集成 65nm制程，EIC采用6nm制程可以将锗硅双金属CMOS、硅光工艺进行3D异构集成45nmFotonixPIC、EICCPO布局GlobalFoundries，TowerSemi，台积电，英伟达，IEEECPOCOUPECPOCOUPECPOTomahawk6DavissonCOUPE70—3.5（AI）CPOXPUCPOCPOXPUCPOXPU12.8TbpsXPU1.6Tbps105CPOCOUPE图表39：台积电除交换芯片CPO方案外，布局XPUCPO方案研发，有望进一步降低功耗和延时台积电AmkorCPOCPOCPOOSAT图表40：矽品（日月光子公司、AmkorCPO交换芯片Quantum-XQuantum115.2TSpectrum5Spectrum6量产时间25Q326年中20262026PIC激光器Lumentum/住友Lumentum/住友Lumentum/住友Lumentum/住友封装Amkor(NPO)台积电（CPO)台积电（CPO)台积电（CPO)Shuffle康宁/Browave康宁/Browave康宁/Browave康宁/BrowaveFAU天孚通信天孚通信天孚通信/Senko天孚通信/Senko模组整合Fabrinet-Fabrinet/矽品矽品工商时报CPOSemianalysis，CPO测试，EIC（）和PIC（）在EIC采用标准的CMOS（Wafer。而PIC——（EC+IC：将IC和PIC（E/O）裸片级EPC——这是进/SL（：CPO（AIC++封装我们认为，CPO测试设备有望充分受益，其中包括复杂度较高的光路对准的厂商（如FormfactorficonTEC如Viavi、KeysihtAdvntsCObeta。FormfactorPICficonTECCPO2025ficonTEC11.0510.82的顺利交付预计将对2026年度经营业绩产生积极影响。CoCKGD20251~9LumentumCPO图表41：联讯仪器2025年1~9月前五大客户收入占比约37，其中包括旭创、新易盛、Lumentum等头部企业集团一 中际旭创 新易盛 赛丽科技 Lumentum 其他联讯仪器招股说明书Photon100CPO图表42：Formfactor、Advantest、东京电子合作开发的CPO测试系统，采用Formfactor高密度探针卡、Advantest9300测试机FormfactorVIAVIKeysightCPOCPOVIAVICPO262VIAVIDCX70024VIAVIMPOKeysightCPO图表43：VIAVIMPO测试方案较传统方案可以节约较多时间传统方案备注VIAVI方案备注MPO端面测试数量1200600MPOMPO2端面MPO端面测试数量1200600个MPO，单MPO2个端面MPO失效检测次数1200MPO失效检测次数1200每次检测时间12秒每次检测时间10秒12根光纤通过VIAVIINX760进行自动分析LC端面检测数28880600MPO*48LC面测试导线检查时间6秒12根光纤通过VIAVIMPOLx试单LC测试时间2秒总MPO检测时间3小时20分钟1200*10秒总MPO检测时间8小时2400*12秒TRC测试时间2小时1200*6秒总LC检测时间16小时28800*2秒合计检测时间5小时20分钟合计检测时间24小时端面清洁所需时间占比25端面清洁所需时间占比25额外检测时间1小时20分钟额外检测时间6小时总消耗时长6小时40分钟总消耗时长30小时VIAVICPOCPOCPOCPOCPOCPOMZMMRM2.5D或3DPICEIC