基础化工行业AI系列：瓶颈正逐渐向“连接”转移CPO推动光通信渗透率提升保偏光纤需求向上

目录索引一、保偏光纤：保入射线性振光的线性偏振状，应用于传感/激光/通信等 6（一）概念和分类保偏光纤于特种光纤的一种主要是用保持入射线性偏振的线性偏状态 6（二）市场和应用存量市场模较小但预计未来速较快，泛应用于光传感/激光/光信领域 10二、CPO：通信速率进一步增的光互连最终解决案，外部源使用催生保偏光需求向上 13（一）CPO：光电共封有望成下一步解决方案，望成为未十年扩展网络带宽长的主要动力 13（二）CPO/NPO的保偏光纤互连方案包含从外激光源传功率的保偏光纤，FAU用于耦合 20三、投资建议 26四、风险提示 27（一）新技术和产迭代不及期的风险 27（二）市场竞争加的风险 27（三）原材料及产价格波动险 27图表索引图1：光纤分类 7图2：熊猫型保偏纤工作原示意图 7图3：普通单模光中光的传状态 7图4：主流保偏光端面结构 8图5：熊猫型保偏纤生产工流程 9图6：光纤预制棒造工艺 9图7：光纤拉丝机理图 9图8：保偏光纤细化的演变径 10图9：按产品类型计的保偏纤市场 10图10：国外主要保偏纤造企业及光纤产品况 11图11：高数据中心光块主要趋势 13图12：CPO和NPO架对比 15图13：光共封演变示图 16图14：CPO的三形式 16图15：CPO架构意图 16图16：使传统DSP收发和LPO\CPO功耗对比 16图17：英达不同品scale-up和scale-out带宽度需求对比 17图18：2025-2035年CPO市空间预测 18图19：NPO和CPO部趋预测（FS公司） 18图20：英达GTC2025主演讲宣布的三款CPO展交机（scale-out） 19图21：英达GTC2026主演讲宣布的CPO路线 19图22：英达官网CPO系列品 20图23：CPO互连案实物图 21图24：光和可插拔外激器示意图 21图25：CPO互连案示意图 21图26：FAU使用保光纤和模光纤的示意图 22图27：宁FAU使用保偏光和单模光纤 22图28：CPO内部构及用于输入的保偏光纤和于光输出非保偏光纤的混合装模块 23图29：外激光源（ELS）过保偏光纤连接光擎示意图 23图30：Ranovus公的NPO模块可选择内置或置光源 24图31：NPO的光有内置和置的选项 24图32：NPO仅外光源需要到保偏光纤 24图33：康提供适于CPO架构的系列熊猫型保光纤 25图34：日藤仓PANDA光的横截面结构 25表1：保偏光纤的用 11表2：集成光学器的互连选对比 14AIDeeptech202664AI进入系统时510被认为NPO（）再进一步。阵列单元（FAU）CPOCPOFAU（PMF）。一、保偏光纤：保持入射线性偏振光的线性偏振状态，应用于光传感/激光/光通信等（一）概念和分类：保偏光纤属于特种光纤的一种，主要是用于保持入射线性偏振光的线性偏振状态/2026520（部分（芯光纤、方形芯光纤、各种光子晶体光纤等；此外，还有根据某种特殊功能命名的光纤，例如泵浦/基质石英光纤、氟化物光纤、硫化物光纤等支持模式数量单模光纤、少模光纤、多模光纤等通用功能基质石英光纤、氟化物光纤、硫化物光纤等支持模式数量单模光纤、少模光纤、多模光纤等通用功能增益光纤、主动光纤、被动光纤、传能光纤、保偏光纤等微结构空芯光纤、多芯光纤、方形芯光纤、各种光子晶体光纤等微观形态锥形光纤（单锥、双锥）、马鞍形光纤、纺锤形光纤等光纤类别是否掺杂有（部分）掺杂光纤、有源光纤、无源光纤等掺杂离子类型掺镱光纤、掺铒光纤、掺钕光纤、共掺光纤等折射率分布阶跃折射率光纤、渐变折射率光纤、沟壑光纤等包层数量单包层光纤、双包层光纤、三包层光纤等激光波段近红外光纤、中红外光纤等中国激光评论公众号2026年5月20日文章《“光纤激光”中的“激光光纤”以及其它》究》（2011），保偏光纤（PMF:PolarizationMaintainingOpticalFiber）是单模光纤20255AI纤主要是用于保持入射线性偏振光的线性偏振状态。以熊猫型保偏光纤（PANDA-PMF）在纤芯两侧对）图2：熊猫保偏纤工原理意图 图3：普通模光中光传播态 20255AI时代的传输基石》

光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究》（韩书新，哈尔滨工程大学，2010）（20251270题。1981年，AT&TStolen""2π）2-3Δn≈3×10⁻⁴1982-1985""1-2"3M"扁平型1983Hosaka2001（PM-PCF），2005年德国（4长盈通光电公众号2025年5月发布文章《保偏光纤：从光偏振的“稳定器”到AI时代的传输基石》（（（CV（CV（OD汽相轴向沉积工艺（VAD）、等离子体化学汽相沉积工艺（PCVD）等；高温拉丝主要过程是预制棒经高温融化拉伸成指定直径的石英玻璃纤维。图5：熊猫型保偏光纤生产工艺流程长盈通招股说明书、《熊猫保偏光纤结构设计、制备工艺及性能研究》（童维军，华中科技大学，2006）图6：光纤制棒造工艺 图7：光纤丝机理图《光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究》（韩书新，哈尔滨工程大学，2010）

《熊猫保偏光纤结构设计、制备工艺及性能研究》（童维军，华中科技大学，2006）125μm/250μm（/涂层外径80μm/165μm60μm/100μm图8：保偏光纤细径化的演变路径长盈通招股说明书（二）市场和应用：存量市场规模较小但预计未来增速较快，广泛应用于光传感/激光/光通信等领域10MarketIntelo预202411203328WENKHResearchInc.20263.720337.410.46%BusinessResearch20264.1203510.1203510.8%。图9：按产品类型统计的保偏光纤市场BusinessResearch20255AI（2012），当前20Fibercore、Nufern、J-fiber、OFS（古河）46图10：国内外主要保偏光纤制造企业及光纤产品情况长盈通光电公众号2025年5月发布文章《保偏光纤：从光偏振的“稳定器”到AI时代的传输基石》CPO（（90PMF偏PMF尤其是光20255AICPO领域 细分 应用情况和示意图表1领域 细分 应用情况和示意图光纤陀螺仪光纤传感

光纤电流互感器相位干涉仪

光纤陀螺仪基于萨格纳克（Sagnac）纤陀螺仪，被广泛应用于航空航天、导航等领域。光纤电流互感器利用的是法拉第磁光效应，即当输入线偏振光在具有磁光特性的介质（如光纤）监测与控制。理量（如长度、位移、折射率等）的精确测量。激光征，实现水下振动的分布式检测。激光体光纤、无源匹配保偏光纤等。其中，掺镱保偏光纤用于增益放大的同时可减少偏振相关损耗和模式不稳定问题，确保超短脉冲的稳定输出，提升了激光器的性能和输出光束质量。光通信

相干光通信系统数据中心

振态的稳定，从而提高相干光通信系统的性能。在CPO器（MPO）的光纤选型发挥重要作用。以2023年Marvell公司的突破为例，在CPO系统中，保偏光纤可用于连接光引擎和光源，确保光信号的稳定传输。长盈通光电公众号2025年5月发布文章《保偏光纤：从光偏振的“稳定器”到AI时代的传输基石》二、CPO：通信速率进一步增加的光互连最终解决方案，外部光源使用催生保偏光纤需求向上（一）CPO：光电共封有望成为下一步解决方案，有望成为未来十年扩展网络带宽增长的主要驱动力光电共封有望成为通信速率进一步增加和机架系统互连的解决方案。根据IDTechEx发布的研究报告《Co-PackagedOptics2025-2035:Technologies,Market,andForecasts0.64Tbps25.6Tbps64400Gbps32800Gbps800Gbps100Gbps，但也在开LightCounting202412AOCs,DACs,LinearDrivePluggableandCo-PackagedOpticsReportGPU36-72500-100031000GPU4-8图11：高端数据中心光模块的主要趋势IDTechEx发布的研究报告《Co-PackagedOptics2025-2035:Technologies,Market,andForecasts》（OBO）MARVELLGPUXPU走线长度。LPO300NPO/OBO100（CPO）XPU可CPO120毫高的可靠性，同时为进一步降低功耗和延迟提供可能。连接方式 优点 缺点表2连接方式 优点 缺点NPOCPO

Macom和NVIDIA于2022年首次提出了线性驱动可插拔光学（LPO）。其核心理念是从模块中去除数字处理单元（如数字信号处理器（DSP）和CDR，构建纯模拟的“线性直驱”光链路，但保持了当今云网络中广泛使用的模块化外形。去除数字信号处理（DSP）可使每个模块的功耗降低约30%–50%，同时降低信号处理延迟，功耗和成本显著降低。近封装光学，介于传统可插拔光模块和CPO学发动机和xPU芯片（如GPU、输出单元或切换芯片）并排放置于同一高性能PCB或有机基板上，通过极短、高速的电路径直接连接。GPU与光学引擎之间的距离通常控制在几厘米以内，信道损耗可控制在13dB以下，从而显著提升信号完整性和带宽利用率。+扰显著减少，实现高带宽传输，典型系统支持800G及以上速度，提供更高的信号完整性。+优越的热设计：光引擎和xPU在GPU核心的高热环境下，有效避免波长漂移和性能波动。+维护简便且可更换性高：光引擎模块独立封装。如果光学元件失效，可以单独更换，无需更换整个GPU复杂性和成本，提高了系统的可维护性。核心理念是将光学引擎与交换芯片（ASIC）或计算功率芯片（xPU）连接主板的可插拔光模块，将电信号传输路径从几厘米缩短到毫米级，从而显著降低信号衰减、功耗和延迟。+短，可以实现更低的延迟。+统的能效。+高带宽：光电共封装技术支持高速光通信，可以提供更大的数据传输带宽。许多超大型和云数据中心预计在未来几年将采用100G的服务器端口速度。这些更高的服务器速度可以由2芯或8芯并行光收发器来实现40G、100G、200G和400G通道速率。而包括800G在内的这些技术的不断研发与应用，同样扩大了CPO的应用面。+装技术可以实现更紧凑的尺寸，有利于在高密度集成电路中的应用。+更大的灵活性和可扩展性。

由于数字信号处理器的移除，LPO缺乏传统解决方案中的均衡和纠错能力，导致系统误差率相对较高，且支持的传输距离更短。为解决这一问题，链路设计、位误控制和信号完整性需要持续优化。-有限集成：虽然NPO相比传统方案显著提升了集成度，但互连仍需基板布线，导致整体集成密度低于CPO实现最小化传输路径。-带宽密度和功耗优化空间有限：在更高传输速率场景（如1.6T/3.2T）中，损耗和功耗仍会增加，因此需要进一步改进材料、布线和接口标准以提升能效。-块显著降低，但在超大规模互连中，NPO链路仍需平衡信号延迟和模块间的均匀性，以确保系统级同步性能。-理、机械稳定性和封装良率要求极高，制造成本高于传统光模块解决方案。-维护性有限：由于光引擎与ASIC的紧密集成，光学元件故障需要更换整个封装，增加维护复杂度。-行业生态系统仍有待成熟：CPO需要新的光电子封装标准、测试系统和自动化制造工艺，目前仍处于工业化的早期阶段。NADDOD公司、Broadcom公司和易天光通信公司官网，IDTechEx2024年10月文章《TransformingInterconnectsinAISystems:Co-PackagedOpticsRole》图12：CPO和NPO架构对比《Co-PackagedOpticsOpportunitiesinRadio-AccessNetworks》（FabioCavaliere，2023）CPOBroadcomSemiAnalysis20261Co-PackagedOpticsCPOBookScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect（Co-Packaged是将（例如应用特定XPUASIC15-30LR15-30XPUASICSerDesXPU传输到DSP50%。NADDOD（2.5D封装ASIC10B型（2.5D）C型（三维封装）：CPO图13：电共封演变意图 图14：CPO三种式Broadcom官网 NADDOD公司官网图15：CPO架构示意图SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOptics(CPO)Book–ScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》、当前收发器功耗较大是推动CPO的关键动力之一。根据SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOpticsCPOBookScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnectGTC2025CPO20GB30072GPU144个计算芯片组）GPU435IT17800GDSPCPO（800GDR416-17NvidiaQ3450CPO800G4-573%GB300NVL72集群，DSPLPO16%。CPO84%，不过增加光学引擎（OE）（ELS）23%。图16：使用传统DSP收发器和LPO\CPO功耗对比SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOptics(CPO)Book–ScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》、CPOscale-upFS20265AIDataCenterInterconnectArchitecture:Scale-Up,Scale-Out,andScale-AcrosswithOpticalTechnologies2025GTCscale-outCPO2026GTCCPO2028scale-up架构。CPO203050CPOSemiAnalysis20261Co-PackagedOpticsCPOBookScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnectscale-upscale-outBlackwellNVLinkscaleoutnetwork（GB300NVL72CX-8NIC）GPU100GByte/s（800Gbit/s）9scale-upscale-upscale-upCPOTAM（TotalAddressableMarket）out。CPOTAMscale-upscale-out图17：英伟达不同产品scale-up和scale-out频带宽度需求对比SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOptics(CPO)Book–ScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》、CPOLightCounting202412月版《AOCs,DACs,LinearDrivePluggableandCo-PackagedOpticsReportCPO2028-20291.6T及更高20293.2TCPO1,0001024GPU行大小的扩展CPOGPU83.2TNVLink16,3843.2TCPO端口（3.2T）GPU1,500CPO端口。但InfiniBandIDTechExCo-PackagedOptics2025-2035TechnologiesMarket,andForecasts》预2035（CPO）1220252035AI20%左右。图18：2025-2035年CPO市场空间预测IDTechEx发布的研究报告《Co-PackagedOptics2025-2035:Technologies,Market,andForecasts》NPO占据主导，CPOFibermart20264WhatisLPO,NPO,CPO?KnowledgeofOpticalInterconnectTechnologies》，2026OFSNPO20262027根据C11420265NPO？》，CPOCPONPONPOFS公司官网20265月文章《OFC2026Recap:KeyInnovationsDrivingOpticalNetworkingForwardNext-GenOpticalModules:ATechnicalComparisonofCPONPOandXPOCPO1.6TNPO由于功率和速度LPOXPOAI。NPO图19：NPO和CPO部署趋势预测（FS公司）FS公司官网2026年5月文章《Next-GenOpticalModules:ATechnicalComparisonofCPO,NPO,andXPO》GTC2025CPOCPOSemiAnalysis20261Co-PackagedOptics(CPO)BookScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》，CPOGTC2025CPOQuantum3450144800G端口，Spectrum6800512800G端口（Spectrum6810提128800G端口、256400G512200GSpectrum6810128800G端口选8,192GPU（），Spectrum6800512800G端口可连接131,072DSP84%21%48%CPOCPO2025CPO2026202611.5图20：英伟达GTC2025主题演讲宣布的三款CPO扩展交换机（scale-out）SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOptics(CPO)Book–ScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》、GTC2026会议上更新CPOSemiAnalysis20263NvidiaTheInferenceKingdomExpandsCPO时代中CPONVL1152CPOCPO取代铜材，则存在一些分歧。CPOQuantum-XSpectrum-X。图21：英伟达GTC2026主题演讲宣布的CPO路线SemiAnalysis于2026年3月发布的文章《Nvidia–TheInferenceKingdomExpands》图22：英伟达官网CPO系列产品英伟达官网（二）CPO/NPO的保偏光纤：互连方案包含从外部激光源传输功率的保偏光纤，FAU用于光纤耦合CPOFAUDeployingRobustandScalableCo-PackagedOpticsFiberInfrastructure》（Corning，2024）OpticalFibersandLasersfoCo-PackagedOptics》（OFS，EPICOnlineTechnologyMeetingMay23,2022），/铜线，CPO将包含大量（数百甚至数千）光纤链路，连接紧密耦合的电子集成电路（EICs）和光子集成电路（PICs）构成密集集成的TRX，以及面板。根据SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOpticsCPOBookScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnectOE中（（是CPO（FAU）在CPO中被广泛用于辅助这一过程。图23：CPO互连方案实物图ACONOPTICS官网CPO互连方案涉及的光纤包括用于发射/接收信号路径的单模光纤以及从外部激光源传输功率的保偏光纤。根据康宁官网，波导的管理在共封光学系统中起关键作用，FAU负责将光纤与波导对准，在CPO应用中变得更CPOFAU（PMF）CPO/图24：纤和插拔部激示意图 图25：CPO连方示意图 《OpticalFibersandLasersfoCo-PackagedOptics》（OFS，EPICOnlineTechnologyMeetingMay23,2022）、广发证券发展研究中心

《OpticalFibersandLasersfoCo-PackagedOptics》（OFS，EPICOnlineTechnologyMeetingMay23,2022）、广发证券发展研究中心图26：FAU使用保偏光纤和单模光纤的示意图ACONOPTICS官网图27：康宁FAU使用保偏光纤和单模光纤康宁官网CPO使用外部光源（ELS）的必要性催生保偏光纤需求。根据SemiAnalysis于2026年1月发布的文章《Co-PackagedOptics(CPO)Book–ScalingwithLightfortheNextWaveofInterconnect》，将激光集成到CPO化设计并降低插入损耗，但仍存在一些挑战：（1）激光被认为是系统中最易故障的部件之一——如果集成到CPO高温下3（EL20255AICPOCPO号传输的稳定性。然而，由于保偏光纤的成本显著高于常规光纤，实际应用中通常采取折中方案：在光纤连接CPOASIC。图28：CPO内部结构及用于光输入的保偏光纤和用于光输出的非保偏光纤的混合封装模块长盈通光电公众号2025年5月发布文章《保偏光纤：从光偏振的“稳定器”到AI时代的传输基石》图29：外部激光源（ELS）通过保偏光纤连接光引擎示意图长盈通光电公众号2025年5月发布文章《保偏光纤：从光偏振的“稳定器”到AI时代的传输基石》NPOCPOCPOASICNPOCPO（NPOCPONPO方案可能采用内置光源的方案。《51.2TNPOSwitchPracticeAndChallenge》（IvanKong,HardwareEngineer,RagileNetworks，OpenComputeprt中的NOC4通信网2026年5NONPOVCSEL（）NPOVCSEL200G3.2TNPOVCSEL6.4T图30：Ranovus公司的NPO模块可选择内置或外置光源C114通信网2026年5月文章《为什么选择NPO？》图31：NPO光源内置外的选项 图32：NPO外置源需用保偏光纤《51.2TNPOSwitchPracticeAndChallenge》（IvanKo