隨著AI大模型發(fā)展，對算力需求提升，CPO作為光模塊未來演進形式，被視為AI高算力下的高能效比方案。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，上游材料與設備、中游光引擎與模塊制造、下游系統(tǒng)集成等環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，將推動CPO技術(shù)的進一步發(fā)展和應用。

光電共封裝CPO行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)鏈分析

在算力需求呈指數(shù)級增長的今天，數(shù)據(jù)中心正面臨一場由“電”向“光”的底層架構(gòu)變革。光電共封裝(CPO，Co-Packaged Optics)作為新一代光電集成技術(shù)，通過將光引擎與交換芯片深度融合，實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換效率的革命性突破。中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《》指出，CPO不僅是應對數(shù)據(jù)中心帶寬爆炸的核心解決方案，更是重塑全球數(shù)字基礎設施的基石性技術(shù)。

一、技術(shù)突破：從實驗室到規(guī)?；逃玫目缭?/strong>

(一)技術(shù)原理：重構(gòu)光電互連的物理邊界

CPO的核心在于打破傳統(tǒng)可插拔光模塊的物理限制，將光引擎(光學器件)與交換芯片(ASIC)直接封裝在同一個基板上，通過縮短光電信號傳輸路徑，將高速電通道損耗降低。臺積電的COUPE技術(shù)通過3D封裝將光引擎尺寸縮小至傳統(tǒng)方案的五分之一，博通的51.2T CPO交換機則通過硅光子集成技術(shù)，使單芯片光互連密度提升。這種技術(shù)革新使得數(shù)據(jù)傳輸速率突破1.6Tbps，同時將系統(tǒng)功耗降低30%以上。

(二)技術(shù)路徑：硅光集成成為主流方向

硅光技術(shù)因其與CMOS工藝的高度兼容性，成為CPO的主流實現(xiàn)方案。Lumentum的高功率連續(xù)波激光器芯片支持CPO在高溫環(huán)境下穩(wěn)定運行，而鈮酸鋰薄膜、量子點激光器等新型材料的應用，進一步提升了光信號轉(zhuǎn)換效率。中研普華分析認為，硅光技術(shù)的成熟將推動CPO成本以每年15%-20%的速度下降，加速其從超算中心向通用數(shù)據(jù)中心滲透。

二、市場現(xiàn)狀：全球競爭格局與中國機遇

(一)全球市場：北美主導，亞太崛起

當前，全球CPO市場呈現(xiàn)“北美引領、亞太追趕”的格局。北美科技巨頭憑借AI算力基建潮占據(jù)主導地位，其中Meta的24個AI數(shù)據(jù)中心集群貢獻了超40%的增量需求。亞太市場則依托“東數(shù)西算”工程和本土產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢加速崛起，中國廠商在800G光模塊市場占據(jù)全球份額，中際旭創(chuàng)、新易盛等企業(yè)通過垂直整合建立技術(shù)壁壘。

(二)中國產(chǎn)業(yè)鏈：從“跟跑”到“并跑”

中國CPO產(chǎn)業(yè)鏈已形成“上游關(guān)鍵材料-中游器件制造-下游系統(tǒng)集成”的完整生態(tài)。上游環(huán)節(jié)，長光華芯、源杰科技在高功率激光器、特種光纖連接器等領域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代;中游環(huán)節(jié)，華工科技推出CPO超算光引擎，光迅科技突破100G、200G光芯片研發(fā);下游環(huán)節(jié)，華為、阿里云等系統(tǒng)廠商發(fā)布國產(chǎn)CPO交換機，騰訊在數(shù)據(jù)中心部署CPO方案使單節(jié)點功耗降低。中研普華指出，中國廠商通過“標準制定+生態(tài)合作”實現(xiàn)突圍，中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會發(fā)布的T/CESA 1266-2023標準，已吸引多家企業(yè)參與，未來或成為全球產(chǎn)業(yè)的重要參考。

(三)政策驅(qū)動：國家戰(zhàn)略與地方規(guī)劃協(xié)同發(fā)力

國家層面將CPO納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大基金二期重點扶持硅光芯片、先進封裝等領域。地方層面，深圳、湖北等地通過人才引進和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃推動區(qū)域協(xié)同，例如深圳提出“20+8”產(chǎn)業(yè)集群戰(zhàn)略，將CPO列為光通信領域的核心攻關(guān)方向。中研普華預測，政策紅利將推動中國CPO市場規(guī)模在未來五年保持高速增長，成為全球增長核心引擎。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《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》顯示：

三、市場規(guī)模與趨勢：從技術(shù)變革到產(chǎn)業(yè)重構(gòu)

(一)市場規(guī)模：千億賽道的爆發(fā)前夜

中研普華研究顯示，全球CPO市場規(guī)模將在2030年突破200億美元，年復合增長率超30%。中國市場增速更為顯著，預計到2030年將占據(jù)全球份額的40%以上。這一增長主要來自三大需求：超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心升級、6G通信基站建設、智能駕駛車端-云端互連。例如，特斯拉Dojo 2.0超算平臺采用CPO技術(shù)后，自動駕駛模型訓練效率提升，未來或成為L4級自動駕駛的核心基礎設施。

(二)趨勢一：技術(shù)融合催生“光子-電子融合計算架構(gòu)”

CPO將與存算一體、Chiplet技術(shù)深度融合，推動計算架構(gòu)從“電子主導”向“光子-電子協(xié)同”演進。Ayar Labs等初創(chuàng)企業(yè)探索將光學互連置于ASIC芯片下方，通過chiplet封裝實現(xiàn)die/die或die/chiplet級光互連，預計2030年實現(xiàn)商業(yè)化落地。這種架構(gòu)可進一步提升算力密度，滿足未來百億億級參數(shù)模型訓練需求。

(三)趨勢二：應用場景從數(shù)據(jù)中心向多元領域拓展

除數(shù)據(jù)中心外，CPO技術(shù)正在向6G通信、智能駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域滲透。在6G領域，日本DOCOMO已驗證CPO在太赫茲頻段下Tb/s級數(shù)據(jù)傳輸?shù)目尚行?，使前傳網(wǎng)絡帶寬突破800Gbps，時延降低至0.1μs;在智能駕駛領域，CPO支撐車端域控制器體積縮小，滿足車載空間約束。

(四)趨勢三：產(chǎn)業(yè)競爭從產(chǎn)品性能轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建

隨著CPO技術(shù)成熟，產(chǎn)業(yè)競爭將從單一產(chǎn)品性能轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。博通、英偉達等國際巨頭通過垂直整合形成技術(shù)壁壘，而中國廠商則通過“標準開放+生態(tài)合作”實現(xiàn)突圍。例如，華為聯(lián)合中際旭創(chuàng)推進硅光芯片自主化，羅博特科并購德國ficonTEC切入英偉達供應鏈，太辰光借康寧代工身份供貨CPO組件，繞開出口管制。

CPO技術(shù)的崛起，標志著數(shù)據(jù)中心正式進入“光子時代”。從技術(shù)突破到市場爆發(fā)，從單一應用到生態(tài)重構(gòu)，這場由中國廠商深度參與的產(chǎn)業(yè)變革，正在重塑全球數(shù)字基礎設施的底層邏輯。中研普華產(chǎn)業(yè)研究院認為，未來五年將是CPO技術(shù)從“可用”到“必用”的關(guān)鍵窗口期，中國廠商需抓住“東數(shù)西算”與“雙碳”戰(zhàn)略的歷史機遇，以技術(shù)創(chuàng)新為矛，以生態(tài)協(xié)同為盾，在全球光子革命中占據(jù)制高點。

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