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东兴证券光互联CPO产业化提速 硅光子国产化验证与量产落地

加入日期:2026/6/8 12:09:41

  中财投资网(www.161588.com)2026/6/8 12:09:41讯:

发布研报称,CPO生态逐步形成,与暂处于领先地位。但、、Marvell、Ayar Labs、三星等CPO解决方案厂商以及格芯、Tower Semi、等硅光子代工平台也将加大研发,驱动硅光子产业加速发展。此外全球硅光子将从碎片化定制研发转向标准化代工量产模式。国内硅光新材料、无源以及有源器件、以硅光器件设计套件(PDK)、集成测试等厂商有望进入、供应链体系,加速硅光子国产化验证与量产落地。

主要观点如下:

当下CPO已经成为光模块行业确定趋势

传统方案是采用可插拔光模块,部署在交换机前面板。但根据AI网络带宽的发展路线图,互连的速度、距离、密度及可靠性要求即将超越传统光模块所能提供的极限。为突破上述局限,CPO(光电共封装)已成为业界公认的AI及超算高密度互连终极方案,其通过将光引擎OE(Optical Engine)和交换芯片ASIC共基板封装在一起,实现极致能效、带宽密度与低时延。

CPO方案将带动全球硅光子(SiPh)产业链迎来发展拐点

过往硅光子依托CMOS工艺实现光电器件集成,处于小批量定制化阶段,始终缺乏大规模落地场景。而CPO则是硅光子规模化落地的刚需载体。受益于Spectrum-X以太网硅光技术2026年6月全面量产,CPO技术有望在2027年迎来规模化部署。硅光子SiPh产业链可以拆解为“材料-器件-封测-系统”四个层级。其中底层是材料层,主要包括热界面材料、底部填充材料、积层膜、玻璃芯基板、紫外胶等;第二层是核心有源及无源器件,主要包括散热部件、光学部件(波导、光纤、超构透镜)、激光源、光纤阵列单元等;第三层是代工制造与封测层,主要包括光学封装平台、电芯片测试、光芯片测试与耦合等;最后一层是系统模块,主要包括CPO光引擎以及CPO交换机芯片模组。

CPO市场2027年有望突破50亿美元

LightCounting在2026年4月对1.6TCPO产品出货量进行显著上调。2023-2026年,1.6TCPO产品为技术导入期,出货量几乎为零,处于试点部署阶段;2027年起进入大规模放量阶段,增长曲线陡峭上扬,2029年1.6TCPO产品出货量预测从约200万个大幅上调至约900万个,2031年则从约500万个上调至约1300万个。市场规模方面,CPO市场2027年有望突破50亿美元,2030年增长至150亿美元。

台积电COUPE平台实现光引擎先进3D异质集成

COUPE平台把先进逻辑工艺(7nm甚至更先进)的电子集成电路(EIC)直接堆叠在65nm SOI硅光工艺的光子集成电路(PIC)顶部,通过铜-铜混合键合互连,信号路径从毫米级缩短到微米级,是仅次于3D单片集成下的最短走线长度方案,技术路线处于行业领先地位。

COUPE平台提供PIC制造全面解决方案

在工艺优化层面,采用光学邻近校正(OPC)技术,通过添加亚分辨率的辅助图形,或调整原始图形的尺寸与形状,补偿光刻与刻蚀过程中产生的图形畸变,大幅提升了器件的性能一致性与良率。在晶圆加工全流程中监测器件整体状态与性能,实现生产工艺和器件性能之间闭环反馈。COUPE对硅光器件线宽实施均匀度监控与优化,从而保障器件整体性能。COUPEPDK提供了覆盖O波段的完整Si/SiN无源与有源光器件库,为光子芯片设计提供了完整的基础模块。

台积电COUPE平台研制的核心器件实现优异的性能指标

无源器件方面,COUPE平台硅基无源器件覆盖1290–1330nm波长范围,包括高带宽、低损耗的波导、光栅耦合器、边缘耦合器、多模干涉仪和定向耦合器。在光栅耦合器方面,纯硅SPGC的峰值损耗约1.3dB;基于SiN/Si复合结构的SPGC,纯硅PSGC的TE与TM模式峰值损耗约2dB。在调制器与探测器方面,COUPE平台提供多种MRM结型设计,适配不同的应用场景;锗光电探测器具备高响应度、超高速、低暗电流特性;双微环谐振器相比传统的单微环谐振器,实现了更优异的带外抑制性能,串扰水平大幅优化。

台积电COUPE平台实现技术落地与迭代,绑定标杆客户

2026年4月,COUPE平台经过反复仿真与制程优化,已转化为完整的制程技术。COUPE平台技术路线分三步走,产品性能与集成度逐级跃升。其中2026年实现基于CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)中介层技术的共封装光学(CPO),光学引擎直接集成在交换机基板上;规格为6.4Tbps光学引擎。2026年6月,基于COUPE平台,新一代CPO交换机Spectrum-X实现量产。此外COUPE平台并不局限于单一的垂直整合生态系统。Tomahawk6Davisson交换机也将采用基于COUPE的光引擎。

风险提示:(1)CPO技术路线碎片化;(2)CPO订单不及预期;(3)光模块产能过剩与价格下行;(4)供应链与地缘风险。

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