2025年光電共封裝(CPO)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢分析

光電共封裝(Co-Packaged Optics，CPO)作為一項革命性的光電子集成技術(shù)，正逐步改變數(shù)據(jù)中心、云計算及人工智能等領(lǐng)域的光通信架構(gòu)。通過將網(wǎng)絡(luò)交換芯片與光引擎共同封裝在同一物理載體中，CPO技術(shù)顯著提升了光電轉(zhuǎn)換效率，降低了系統(tǒng)功耗，并實現(xiàn)了高度集成。

一、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)成熟與標準化進程加速

近年來，隨著硅光技術(shù)的成熟，CPO技術(shù)找到了主流實現(xiàn)路徑。硅光技術(shù)憑借其與CMOS工藝的良好兼容性，實現(xiàn)了光電器件的大規(guī)模集成和低成本制造，為CPO技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。國際標準組織光互聯(lián)網(wǎng)論壇(OIF)于2023年發(fā)布了全球首個CPO草案，標志著CPO產(chǎn)業(yè)標準制定取得了新的進展。此外，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會也發(fā)布了首個由中國企業(yè)和專家主導(dǎo)制訂的CPO技術(shù)標準，進一步推動了CPO技術(shù)的標準化和規(guī)范化發(fā)展。

1.2 全球科技巨頭積極布局

全球范圍內(nèi)，多家科技巨頭和芯片廠商紛紛布局CPO技術(shù)。云計算領(lǐng)域的AWS、微軟、Meta、谷歌，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備龍頭思科、博通，芯片龍頭英特爾、英偉達、AMD等，均推出了基于CPO技術(shù)的量產(chǎn)產(chǎn)品或解決方案。例如，英偉達在GTC 2025大會上推出了基于1.6T硅光引擎的CPO交換機系列，實現(xiàn)了高速、可擴展的低功耗互聯(lián)方案。這些企業(yè)通過垂直整合和技術(shù)創(chuàng)新，形成了各自的技術(shù)壁壘和市場優(yōu)勢。

1.3 中國廠商崛起與全產(chǎn)業(yè)鏈布局

在中國，中際旭創(chuàng)、新易盛、光迅科技等光模塊企業(yè)積極投入CPO技術(shù)研發(fā)，并取得了階段性成果，逐步縮小了與國際領(lǐng)先企業(yè)的差距。華為在CPO領(lǐng)域進行了全產(chǎn)業(yè)鏈布局，從硅光芯片(麒麟系列)到CPO交換機(CloudEngine系列)全面覆蓋，實現(xiàn)了CPO技術(shù)的自主可控和規(guī)模化應(yīng)用。中國政府高度重視CPO技術(shù)的發(fā)展，將其納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并通過“十四五”規(guī)劃等政策文件明確支持。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期(大基金二期)加大對CPO產(chǎn)業(yè)鏈的投入，重點扶持硅光芯片、先進封裝等領(lǐng)域。

1.4 市場規(guī)模快速增長

隨著數(shù)據(jù)中心、云計算、人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高速、高帶寬、低功耗的光通信需求持續(xù)增長，CPO技術(shù)憑借其獨特優(yōu)勢，正成為滿足這些需求的關(guān)鍵解決方案。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國光電共封裝(CPO)市場深度分析及投資風險研究報告》預(yù)測，未來幾年內(nèi)，CPO市場規(guī)模將持續(xù)擴大，成為全球光通信市場的重要組成部分。中國作為全球最大的光通信市場之一，CPO市場規(guī)模的增長尤為顯著。

二、技術(shù)進展

2.1 硅光集成成為主流

硅光技術(shù)因與CMOS工藝兼容性強、集成度高，成為CPO的主流實現(xiàn)方案。臺積電通過COUPE技術(shù)實現(xiàn)電芯片(EIC)與光芯片(PIC)的3D封裝，將光引擎尺寸縮小至傳統(tǒng)方案的五分之一。此外，鈮酸鋰薄膜、量子點激光器等新型材料的應(yīng)用進一步提升了CPO性能。例如，Lumentum的高功率連續(xù)波激光器芯片支持CPO外部激光源(ELS)，實現(xiàn)高溫環(huán)境下穩(wěn)定運行。

2.2 封裝工藝不斷進步

隨著技術(shù)的不斷進步，CPO封裝工藝也在持續(xù)優(yōu)化。TSV/TGV技術(shù)的成熟推動了CPO從2.5D向3D集成演進，信號傳輸損耗顯著降低。同時，光纖陣列單元(FAU)和連接器、ELSFP模塊、光纖整理器等關(guān)鍵組件的技術(shù)不斷成熟，為CPO技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用提供了有力支持。例如，可拆卸FAU連接器解決了之前CPO采用時面臨的維護挑戰(zhàn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護性。

2.3 能效優(yōu)勢顯著

CPO技術(shù)通過縮短交換芯片與光引擎之間的距離，顯著提高了電信號在芯片和引擎之間的傳輸速度，從而減小了尺寸、提高了效率并降低了功耗。據(jù)SENKO數(shù)據(jù)，CPO技術(shù)可顯著降低光模塊功耗，助力系統(tǒng)整體功耗減少25%-30%。在AI算力集群和數(shù)據(jù)中心等高帶寬、低功耗需求迫切的場景中，CPO技術(shù)的能效優(yōu)勢尤為突出。

三、市場驅(qū)動因素

3.1 AI算力集群建設(shè)需求激增

中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國光電共封裝(CPO)市場深度分析及投資風險研究報告》分析，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI算力集群對GPU間的高速互聯(lián)提出了更高要求。CPO技術(shù)通過縮短光電轉(zhuǎn)換路徑，降低了信號衰減和系統(tǒng)功耗，滿足了AI集群對低延遲、高帶寬的需求。例如，在AI服務(wù)器中，CPO技術(shù)實現(xiàn)了XPU到XPU連接的更長距離和更高密度，數(shù)據(jù)傳輸速率可比電纜快百倍，且距離更遠。

3.2 “東數(shù)西算”工程推進

作為國家戰(zhàn)略工程，“東數(shù)西算”推動了西部算力節(jié)點間的高速互聯(lián)需求。CPO技術(shù)可降低跨區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸時延至微秒級，為工程實施提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。隨著“東數(shù)西算”工程的深入實施，CPO技術(shù)在西部算力節(jié)點間的應(yīng)用前景廣闊。

3.3 政策支持與資金投入

中國政府高度重視CPO技術(shù)的發(fā)展，通過“十四五”規(guī)劃等政策文件明確支持，并將CPO納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期(大基金二期)加大對CPO產(chǎn)業(yè)鏈的投入，重點扶持硅光芯片、先進封裝等領(lǐng)域。此外，深圳、湖北等地通過發(fā)布高端緊缺崗位清單、納入新材料產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向等措施，吸引人才集聚，推動區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。

四、競爭格局

4.1 國際巨頭形成技術(shù)壁壘

國際科技巨頭如英偉達、博通、英特爾等通過垂直整合和技術(shù)創(chuàng)新，在CPO領(lǐng)域形成了顯著的技術(shù)壁壘。這些企業(yè)不僅擁有強大的研發(fā)實力和生產(chǎn)能力，還通過并購整合等方式加速壟斷市場。例如，英偉達推出的Quantum-X和Spectrum-X硅光共封芯片及衍生交換機產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能提升和功耗降低方面取得了顯著成效。

4.2 中國廠商通過生態(tài)合作突圍

面對國際巨頭的競爭壓力，中國CPO廠商通過“標準制定+生態(tài)合作”實現(xiàn)突圍。例如，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會發(fā)布的CPO技術(shù)標準已吸引多家企業(yè)參與，未來或成為全球CPO產(chǎn)業(yè)的重要參考。同時，中國廠商在產(chǎn)業(yè)鏈上下游具有完整布局和協(xié)同效應(yīng)，能夠通過資源優(yōu)化配置和成本降低提升市場競爭力。

五、未來發(fā)展趨勢

5.1 技術(shù)融合與生態(tài)重構(gòu)

中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國光電共封裝(CPO)市場深度分析及投資風險研究報告》分析預(yù)測，未來，CPO技術(shù)將與存算一體(Computing in Memory)、Chiplet技術(shù)深度融合，催生“光子-電子融合計算架構(gòu)”。這種架構(gòu)將進一步提升算力密度，滿足未來百億億級參數(shù)模型訓(xùn)練需求。同時，隨著6G通信對太赫茲頻段下Tb/s級數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笤黾?，CPO技術(shù)將在基站前傳網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。

5.2 應(yīng)用場景不斷拓展

除了數(shù)據(jù)中心和AI算力集群外，CPO技術(shù)還將向智能駕駛、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域拓展。例如，在智能駕駛領(lǐng)域，CPO技術(shù)可支撐車端-云端高速互連，提升自動駕駛模型訓(xùn)練效率;在邊緣計算領(lǐng)域，CPO技術(shù)可實現(xiàn)低功耗、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸和處理。

5.3 全球化產(chǎn)能布局加速

面對復(fù)雜多變的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，中國CPO企業(yè)積極推行產(chǎn)能全球化戰(zhàn)略。通過在東南亞、歐洲等地建立制造基地，有效分散了單一區(qū)域風險，保障了供應(yīng)鏈穩(wěn)定性。同時，全球化產(chǎn)能布局也有助于中國CPO企業(yè)更好地服務(wù)全球客戶，提升國際競爭力。

光電共封裝(CPO)技術(shù)作為一項革命性的光電子集成技術(shù)，正逐步改變數(shù)據(jù)中心、云計算及人工智能等領(lǐng)域的光通信架構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷成熟和市場的逐步拓展，CPO技術(shù)將在未來發(fā)揮更加重要的作用。中國CPO廠商憑借全產(chǎn)業(yè)鏈布局與成本優(yōu)勢，在全球市場占據(jù)了一席之地，但核心技術(shù)仍需突破。未來，隨著“東數(shù)西算”與“雙碳”戰(zhàn)略的深化實施，CPO技術(shù)將成為重構(gòu)全球數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的基石。

......

欲知更多詳情，可以點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國光電共封裝(CPO)市場深度分析及投資風險研究報告》。