光模块设备行业产业链梳理：工序增、精度升CPO有望打开光电设备新空间

图表目录图表1：2024-2030年CPO光引擎出货量CAGR预计约176% 4图表2：2024-2030年CPO光引擎市场规模CAGR预计约137% 4图表3：CPO通过缩短电互连路径降低单位带宽功耗 5图表4：可插拔光模块与CPO能耗对比 5图表5：可插拔光模块-NPO-CPO光电转换位置持续靠近ASIC 5图表6：可插拔光模块-NPO-CPO特征对比 6图表7：CPO光电共封装结构 7图表8：基于Wirebonding的2D封装技术 7图表9：基于硅基板的2.5D封装技术 7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 8图表11：CPO技术路线（按封装方式分类） 8图表12：英伟达主要CPO供应商及所在地（截至2025年10月） 9图表13：英伟达和博通已发布CPO产品对比 10图表14：英伟达Quantum3450交换机及对应供应合作方 11图表15：英伟达主要CPO合作方 11图表16：博通TH6Davisson102.4TCPO 12图表17：MarvellCPO交换机参考设计 13图表18：CPO产业链各环节参与方梳理 14图表19：纳真科技光模块生产工序 14图表20：CPO封测过程及相关设备 15图表21：可插拔光模块与CPO封装工艺及设备需求对比 16图表22：EIC和PIC测试要求对比 16图表23：CPO的四个测试阶段 17图表24：CPO测试设备供应链 17图表25：ficonTEC测试产品 17图表26：光栅耦合和边缘耦合对比 18图表27：国内CPO设备厂商布局情况 19AICPOAII算力网络与常规数据中心相比，对计算的需求量1810eDes方面压力加大。CO通过将光引擎靠近交换C，可降低高频线路以及信号完整性电器件INDIAoadcom、Mavel等厂商已推动CO交换机从概念验证走向产品化验证，产业化窗口逐步打开。共封装光学（CO）：将光学组件集成到光子集成电路（C）中，随后再将该C与电子集成电路（C）共封装在单个芯片内。通过用光路径替代电走线，CO能够降低功耗和时延。键合后的CEIC组件被称为光引擎（Opcalngne，OE）。CO将光引擎直接集成在与高性能计算C或网络CAIAI集群扩张，CO需求由scale-out和scale-up共同拉动。在cae-out横向扩展网络中，CO能够以更低的时延和功耗支持机架间等长距离、高带宽连接，适用于I云网络以及以太网和nniandcae-up纵向扩展ICOGPU或节点到交换机的互连提供更高的连接密度、更远的传输距离和更低的功耗。据oeGoupCO光引擎市场规模或将由2024年的约4600万美元增长至2030年的约812024-2030年CGR约137%CO光引擎出货量预计由2024年的约31万颗增长至2030年的约1341万颗，CGR约176%。2：2024-2030CPOCAGR1371：2024-2030CPOCAGR2：2024-2030CPOCAGR137《Co-packagedOpticsforDatacentersMarketandTechnologyReport》YoleGroup 所

《Co-packagedOpticsforDatacentersMarketandTechnologyReport》YoleGroup 所功耗与带宽密度为COC需要通过较长电走线连接前面板光模块，目前的CB技术将112Gb/s以上的电信号从交换芯片传送到位于交换机面板的光模块难度较大；CO通过将光引擎靠近C，把长距离电互连缩短，从而提升数据通信的交换容量并降低系统功耗。据emAnayss测算，800GDR4DP光模块功耗约1617WNDIAQ3450CO交换机中光引擎叠加外置激光源每800G带宽4-5W73%。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SemiAnalysis 所 SemiAnalysis 所近ASICOBO/NPO/CPOASICPCB速电走线连接C100%NO进一步将光引擎靠近C50%铜50%25DCO提升至约80%；远期3DCO则进一步将C与C/XU进行更高密度垂直集成，目标走向“100%光互连”。随着光电转换位置持续靠近C，系统带宽预计将从约800G提升至12.8T以上，功耗和时延显著下降，同时维护便利性有所下降。NPO作为可插拔光模块迈向CPONPOC图表5：可插拔光模块-NPO-CPO光电转换位置持续靠近ASICCounterpointResearch《硅光子与共封装光学(CPO）报告》 所NPOScale-outCPO目前光互连技术中，NONDIA，caeout场景中CO已开始早期部署，caeup场景预计于2028—2030年导入。可插NPOCPO图表6：可插拔光模块-NPO-CPO特征对比特征 可插拔光模块 近封装光学（NPO） 共封装光学（CPO）特征 可插拔光模块 近封装光学（NPO） 共封装光学（CPO）电通道长度单位比特功耗

ASIC1–30采用高损耗补偿能力较强的长距SeDeDSPReter1–20J/tReted2–22W受前面板模块笼子面积及光纤数量

约2-5厘米；传输损耗有所降低，但仍需要一定的均衡补偿约8–1p/bt功耗有所改善

DSPRetr已展示约5–10pJ/bit；早期实现可低于5pJ/bit；例如1.6TCPO链路功耗约5W6.4T带宽密度

限制 中等；仍受到PCB布线能力限制中等；模块位于ASIC

51b/s宽取决于具体方案；部分平台采用可可维护性 优秀；模块支持热插拔热管理 模块功耗主要在前面板附近释放散热相对容易技术成熟，已在多代以太网产品中

可接近和维护ASCASIC享热管理方案

另一些平台则将光引擎永久粘接，例如博通方案；对封装设计要求较高光子器件紧邻ASIC，需要更先进的散热设计，通常采用液冷Sce-t206部署时间

广泛部署 处于起步阶段

部署；Sae-p2028—2030年导入WEVOLVER（RamshaJawaid），NVIDIA 所CPO是在成本、功耗、集成度各个维度上优化数据中心的光电共封装方案。CPO将光（C芯片（CC）中。光引擎需要将C和C集成在一起才能正常工作。光电共封装光模块根据C和C2D25D3D图表7：CPO光电共封装结构《IntegratedPhotonicsPackaging:SolutionsforSiliconPhotonicsApplications》ASE 所基于2D封装的CPO是将C和C并排放置在基板或CB2DC和C都可以使用不同的材料、利用不同的工艺单独制作。根据芯片和基板互连方式不同，基于2D封装发展出了基于ebondng的COCO（OLP的CO3种技术方案。基于25D封装的CPO技术：是将C和C均倒装在中介层（nerposer）上，通过neposer上的金属互连C和C，nerposer再与下方的封装基板或CB板相连。25D2D3D下降。根据所用转接板的材料不同，基于25D封装发展出了基于玻璃转接板的CO、基于硅转接板的CO和基于嵌入式多芯片互连桥接（M）的CO3种技术方案。图表8：基于Wirebonding的2D封装技术 图表9：基于硅基板的2.5D封装技术《Siliconphotonic2.5Dmulti-chipmoduletransceiverforhigh-performancedatacenters》AbramsNCetal. 所

大数据时代光电共封装技术的机遇与挑战卞玲等 所基于3D封装的CPO技术：3D封装技术通过将光电芯片进行垂直互连，可以实现更短的互连距离、更高的互连密度、更好的高频性能、更低的功耗、更高的集成度以及更紧凑的封装。3D封装技术包含基于V的C转接板的CO、基于V的C转接板的CO、CPO技术等。COUPE是台积电针对硅光子（SiliconPhotonics）与共封装光学（CPO）所推出的专首批采用紧凑型通用光子引擎终端的大批量产品以“COUPE”之名推出，COUE是CompactUnvesalhotoncngine（紧凑型通用光子引擎CooSCOUE主要依赖3D（如oC-X将负责发光与导光的光引擎（光子集成电路C）与负责信号处理的电子芯片（电子集成电路C）进行紧密的垂直堆叠与整合，借此大幅缩短光电信号之间的转换时间与通信实体路径。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《SiliconPhotonicsPlatformforNextGenerationDataCommunicationTechnologies》S.K.Yehetal.，华源证券研究所注：（a）COUPE方案；（b）PIC方案图表11：CPO技术路线（按封装方式分类）IDTechEx，半导纵横微信公众号 所CPOASIC、EIC、PIC、OE、FAU、ELSCPOCPOC或计算加速器通过封装内互连，将高速电信号发送至电子集成电路C）。随后，C驱动光子集成电路（C）上的调制器，将电信号编码到光信号上，以实现高速数据传输。完成编码后，光信号沿片上光波导传输至封装边缘的光纤阵列单元（U）。光源则由位于C封装之外的外置激光源（LS）提供，通常安装在交换机机箱内部或前面板。ASIC（Applicationspecificintegratedcircuit）：专用集成电路C能够高速处理数据包转发、流量管理及安全过滤等关键网络任务。EIC（ElectricalIntegrated（APIC（PhotonicIntegratedCircuit）：光子集成电路。光引擎中的光学部分，可能包含光波导、分光器、合光器、光调制器以及光电探测器等器件。O（OpicalEngine）：光引擎。将光子集成电路C（C）与光纤阵列单元（U）集成在一起的模块。在C与光信号之间实现双向转换的有源光学器件，即将C输出的电信号转换为光信号，反之亦然。FAU（FiberArrayUnits）：光纤阵列单元。实现光波导器件与光纤高精度连接的关键器件，广泛应用于相干光纤通信系统、共封装光学（CPO）以及其他光纤系统和平台。FAU在连接光波导器件——如硅光子芯片、平面光波导电路（PLC）、自形成波导等——与光纤时，需要具备极高的连接精度和稳定性。ELS（ExternalLightSource）为光引擎中的调制器部分提供光信号的高功ShuffleBox：光纤重排盒。一种用于管理复杂光纤互连关系的无源模块,其通常安装在可定制的外壳内，通过先进制造工艺将多路光纤连接集中在同一模块中，并按照既定映射关系实现精确的光路重排与路由。图表12：英伟达主要CPO供应商及所在地（截至2025年10月）项目 公司 国家/地区项目 公司 国家/地区光子晶圆制造 台积电（TSMC） 中国台湾CPO封装测试 矽品精密（SPI） 中国台湾TFC 中国光纤阵列单元（FAU）外置激光源（ELS）系统集成

住友（Suto） 日本SENKO 日本abrnt 美国Lunt（朗美通） 美国Cohrn（高意） 美国Broav（波若威） 中国台湾富士康（Foxconn） 中国台湾富士康（Foxconn）中国台湾《Co-PackagedOpticsTechnicalBarriersandtheRoadtoMassProduction》EmmaXu，华源证券研究所CPOCPO交换机正从概念验证进入头部厂商产品化验证阶段。CPONDIoadcomMavel等交换芯片和系统生态核心厂商已陆续推出CONDIA以pecum-XQuanum-X硅光交换机为代表，oadcom围绕omahawk平台迭代Humbodt、aly、Davsson等CO方案，Mavel则推出9190COCO图表13：英伟达和博通已发布CPO产品对比英伟达 博通Swtchodl uanum Spetum Spetum Hubt Bay 3450 6810 6800发布时间2025H22026H2202220242026网络标准InfnBadEthretEthrntEthrntEthrntASICuanu-3Secru6Tomahawk4Tomahawk5Tomahawk6单封装吞吐量28.8Tbps102.4Tbps25.6Tbps51.2Tbps102.4Tbps交换封装数量（个）414111交换机总带宽 115.2Tbps 102.4Tbps 409.6Tbps 25.6Tbps 51.2Tbps 102.4(nta-to-) (ota-to-) lfltl)SeDesb/s

200Gbps 200Gbps 100Gbps 100Gbps 200Gbps光连接方式 DRptcs DRptcs DRptcs R4ptcs DR4ptcs物理MPO数量（个）

144 128 512 - - -可支持的带宽及 1可支持的带宽及 14Porsof 2tsfG 512Potsof 6tsfG 18rsf40G 8ts6tsfG 8tsfG G逻辑端口配置 80G 8tsfG 80G 4tsfG 4tsfG 4tsf.T单个光引擎带宽 1.6Tbps3.2Tbps3.2Tbps6.4Tbps6.4Tbps光引擎数量 72321284816外置光源数量 181664---（个）SemiAnalysis 所注：数据截至2026年1月，SpectrumCPO封装上有36个OEs但只有32个OEs被启用。Quantum-XSpectrum-XCPOIB英伟达于GC2025推出三款CPOQuanum3450pecum6810、pecum6800。B网络侧QuanumQ3450可支持1152Tbps带宽，提供144个800G端口，液冷设计。以太网侧对应pecum-X系列，pecum6810可实现1024bps的总带宽，支持128个800G端口，而pecum6800可实现4096bps的总带宽，支持512个800G图表14：英伟达Quantum3450交换机及对应供应合作方《Co-PackagedOptics:TechnicalBarriersandtheRoadtoMassProduction》EmmaXu 所Corning、Coherent、台积电等厂商已与英伟达建立合作生态。合作伙伴业务涉及广泛，Coheentabrnetoxcon富士康LumenumCOOConngCoheent和Lumenum负责光引擎和光子集成电路设计；abrnet和oxconn负责封装、系统组装、测试；台积电负责专业晶圆CPO生产生态。CPOSpectrum-X宣布全面量产。202661DIApecumXpecum-X交换机基于光电一体封装技术（CO）构建，支持NDIAeaRubn平台在数据中心进行横向扩展和跨区域扩展部署I工厂。pecumX以太网硅光技术是NDIA全栈协同设计的典范代表之一。与使用传统收发器的网络相比，pecumX以太网硅光技术可实现能效提升5倍，I正常运行时间提升5倍，部署时间快13倍。图表15：英伟达主要CPO合作方公司主营业务CPO产业链环节Corn（康宁）光通信、显示、特种材料、汽车、生命科学光纤和连接器SPI（矽品精密）晶圆凸块、晶圆测试、ICIC封装/系统组装/测试Coeent 开发制造和销售激光收发机及其他光学和光电子器件模块和系统 光引擎光子集成电路设计/激光器/微型发光二极管abrnt 提供先进光学封装及精密光学、机电和电子制造服务 封装/系统组装/测试Foxconn（富士康） 件、液晶显示件Luntm 激光器

封装/系统组装/测试光引擎/光子集成电路设计TSMC（台积电） 专业晶圆代工 晶圆代工厂和晶圆制造厂各公司公告等 所20212021CPO器件Humbodt25.6T的omahawk4与4颗32bpsCO器件ay将omahawk5与8颗64bps2025年10CO器件基于omahawk6的Davsson开始出货，其交换芯片的交换容量达到1024bps，集成了16个64bpsDavssonDR光引擎和64个Condor3nmeDes核心。这些光引擎采COUPE（紧凑型通用光子引擎）70%。CPO生态合作伙伴覆盖光纤及光连接器、封装测试、网络设备等产业链，包括Conng、L、T、wnsarechnooges、JunperNewoks、McasNewoks、H3C、RueNewoks以及Dea等，共同推动CO技术的研发、验证与产业化应用。图表16：博通TH6Davisson102.4TCPOServeTheHome 所Marvel于OC2022推出首代CO交换机，2025年推出TX9190型号。Mavel首代CO交换机将ealynx交换平台与Mavel的CO电光集成做进一台标准1RU32端口的光交换机里，光电部分采用25D3D高度集成的硅光引擎。2025年10月，Mavel与Jabl联合推出基于eraynx10的9190交换机，其交换芯片的交换容量达到512Tbps。据Mavel云平台集团产品管理总监ChsMcComck，交换C周围环绕16个光引擎、共1152（1281024），162026年6月1日Marvell发布的TeralynxT100，是首颗102.4Tbps、专为AI打造的交换芯片。工艺上采用3nm1000WBGA、CPC、CPO三种形态。图表17：MarvellCPO交换机参考设计MarvellBlogs（ChrisMcCormick） 所CPOCPOCPO供应链覆盖原材料、零部件制造、集成封装和系统部署等环节，Scale-out与Scale-up网络在各环节的需求侧重点有所不同。零部件制造是供应链中的关键环节。光子集成电路（C）大型厂商包括Lumentum、Coheent、oadcom和nel，小型厂商则包括cnl、nnoume、Qunessent和scapehotonics，这些企业提供激光器和光收发相关产品。caeout网络通常采用标准化C，以支持以太网交换机并确保互操作性；cae-up网络则更多需要针对专有互连协议定制的C，例如面向英伟达NLnk类架构的专用方案。交换C主要由oadcom和NDIAcae-outcae-upC通常针对I集群中的GU互连进行优化。光纤及连接器由康宁和富士康等厂商提供，以满足不同场景的连接需求。caeout网络需要支持机架间连接，光纤传输距离最高可达约2公里；cae-up网络则主GPU通信。CoWoSSoICASIC与PC的集成。caeout网络要求封装方案兼备成本效率，以适应大批量生产；cae-up网络则更强调高密度封装能力。组装与测试环节主要用于确保系统可靠性。富士康负责高精度光学对准，eysght则提cae-outcae-up网络则更重视精度，以适应定制化I网络架构。图表18：CPO产业链各环节参与方梳理全统计

《Co-packagedOpticsforDatacentersMarketandTechnologyReport》YoleGroup 所注：不完CPOCPO量产有望推动光模块制造体系从传统“模块级封装测试”向“晶圆厂+OSAT”升级。相比传统半导体流程主要围绕硅晶圆制造、3DC堆叠、晶圆测试、键合、塑封和终测展开/光模块生产包括光器件生产和光模块封装，光器件生产和光模块封装过程存在相似工艺，工艺的核心环节主要包括贴片、引线键合、光学耦合、组装、测试等。图表19：纳真科技光模块生产工序纳真科技招股书 所CPO试，每个环节都需要微米级精度的专用设备。我们认为，随着CPO方案从样机走向量产，设备先行逻辑有望持续强化，建议重点关注具备测试、组装能力的设备厂商。图表20：CPO封测过程及相关设备《SiliconphotonicsCPOtestingtechnologychallenges》ChingChengTien等 注：由于不同CPO厂商存在技术路线差异，CPO封测过程涉及设备或存在差异设备需求：从模块扩展到光引擎与系统级制造CPO目前光模块产品主要以EMLCPO则推动光模块封装向更高集成度、更高精度方向升级，CO涉及交换C、硅光C、C等多芯片异构集成，并引入外置光源、FAU高密度耦合、先进键合和系统级测试等新要求，对亚微米级贴装、C/激光辅助键合、倒装热压、多通道并行耦合及高精度测试设备提出更高要求。图表21：可插拔光模块与CPO封装工艺及设备需求对比比较维度 可插拔光模块 共封装光学比较维度 可插拔光模块 共封装光学CPO技术形态核心工艺要求对封测设备的新要求

当前主流形态，标准化程度高，依托行业标准可插拔光电接口形式，形成具备完整光电转换功能的标准化独立器件。PCB、陶瓷基板、BOX上，将光芯片、无源光学/引线键合、亚微米级光学耦合等工艺集成一体，再经装配、密封防护与老化测试。主要依托成熟的贴片、键合、耦合、组装和测试设备，标准化程度相对较高。

以光电共封装为核心，在硅中介层或先进有机基板上完成ASIPIEIC多芯片异构集成；配合外置激光光源ELSFP、光纤阵列FAU完成高密度光耦合与对外接口；整体还需密封防护、统一散热设计及系统级测试验证。SV、cr-bpn、nteroean-utPICEIC度和效率要求提升。猎奇智能问询函回复 所测试：贯穿四个阶段，设备价值量有望显著提升测试：行业尚未形成统一标准，相关流程依赖人工操作。CPO检测与测试环节仍然是一大难点，行业尚未形成统一标准，相关流程仍在很大程度上依赖人工操作，使得测试CPO芯片大规模量产的主要瓶颈之一。C测试是纯电学测试，而C中包含大量光学组件，例如耦合器、调制器、光电探测器（PD）、光滤波器和光波导等。对光引擎（OE）进行测试，需要同时具备电学、光学以及C测试需要测量插入损耗（L）、偏振相关损耗（PDL）、响应度、波导传输损耗以及光串扰等参数，但目前行业尚未形成统一的测试标准。此外，光学探针中的光纤阵列必须与晶圆或芯片表面保持精确间隙，同时还要精细调整其相对于耦合器的角度，以最大化光功率传输效率，随后再在不同波长范围内依次进行测量。当前，这类精密操作仍依赖人工处理；对单颗C进行100%全检平均需要超过100图表22：EIC和PIC测试要求对比类别 类别 EIC测试 PIC测试原理 使用电探针进行接触测试 使用具有特定间距和角度的光学探头（光纤阵列）向波导传输光信号对准精度 微米 纳米行业成熟度 大规模生产和自动化 尚无统一标准主要探针供应商 P，oractr，ecnorb，crocsTrendForce 所（20264

fcoE，oractr重视CPO测试环节，设备价值量有望显著提升。CPO（1）PIC晶圆级测试：进行直流电性测试和光学测试，例如光功率、损耗、暗电流等基础光学参数测量；