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CPO(共封装光学)产业链深度研究报告——产业化元年的全景拆解与价值重构
2026-07-01 17:39
CPO(共封装光学)产业链深度研究报告——产业化元年的全景拆解与价值重构

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CPO(共封装光学)产业链深度研究报告——产业化元年的全景拆解与价值重构

摘要

本报告基于 CPO 产业链全维度的产业资料,从技术本质、产业链上下游拆解、竞争格局、产业催化、价值分配到风险展望,完成对 CPO 产业的系统性深度梳理。CPO 即共封装光学,是将光引擎直接封装在交换芯片旁的技术架构,核心解决高速率下电互连的功耗与信号瓶颈,是 AI 算力基础设施升级的核心技术方向。2026 年是 CPO 从概念验证走向规模化量产的产业化元年,英伟达 Spectrum-X 交换机量产落地、工信部政策首次写入 CPO、龙头企业业绩爆发三重因素共振,产业拐点已明确确立。

全产业链可划分为上游核心器件(CW 光源、光芯片、电子芯片)、中游集成制造(光引擎与精密器件、先进封装与基板、测试验证)、下游系统应用(CPO 交换机与 AI 网络)三大层级。各环节国产化程度与技术壁垒呈现显著错位:精密无源器件已实现全球领先,光芯片处于加速突破阶段,而 DSP/SerDes 等高端电子芯片仍是国产化最薄弱环节。报告将逐一拆解各环节的技术原理、竞争格局、核心厂商的业务布局与经营现状,并结合产业验证信号提炼价值逻辑,完整呈现 CPO 产业的发展全貌与长期演进方向。

第一章 CPO 产业概述:算力驱动的技术变革拐点

1.1 CPO 的技术本质与核心价值

传统数据中心网络采用 “交换芯片 — 铜线 — 可插拔光模块 — 光纤” 的四段式链路,当端口速率向 800G、1.6T 持续升级时,厘米级铜走线的信号衰减与功耗问题逼近物理极限,成为制约算力集群带宽提升的核心瓶颈。CPO 的核心逻辑是将光引擎直接封装在交换芯片旁,把电信号传输路径从厘米级压缩至毫米级,省去铜互连与可插拔接口环节,实现功耗直降 30%-40%、延迟压缩至纳秒级,同时大幅提升端口密度。

需要明确的是,CPO 并非对传统光模块的替代,而是在高端场景下的技术架构升级。短期内可插拔光模块与 CPO 将长期共存,CPO 率先渗透万卡级 AI 训练集群、超大规模数据中心等高端场景,随技术成熟逐步向下延伸。

1.2 产业发展的底层驱动

AI 算力的军备竞赛是 CPO 发展的核心刚性动力。每一代 GPU 的互联带宽翻倍,直接要求光模块速率同步提升,从 400G 到 800G 再到 1.6T,光模块出货量增长是算力升级的刚性约束。1.6T 可插拔光模块的功耗已接近物理极限,CPO 是同时实现速率升级与功耗控制的唯一技术路径。

从产业节奏看,CPO 的技术迭代周期已显著缩短。传统光通信速率升级周期约 5 年,而 AI 数据中心驱动下,升级周期已压缩至 1-2 年。GPU 代际从 Hopper 到 Blackwell 再到 Vera Rubin,单 GPU 所需网络带宽从 10Tbps 跃升至 20Tbps 再到 50Tbps,倒逼光互联技术快速迭代,为 CPO 的渗透创造了时间窗口。

1.3 市场规模与增长节奏

不同统计口径下 CPO 市场规模存在差异:狭义的 CPO 器件市场 2025 年全球规模约 1-2 亿美元,预计 2028 年将增长至 15-20 亿美元,复合增速超过 100%;若包含光引擎、模块、交换机系统等广义产业链,2026 年市场规模将实现数倍跃升,2030 年全球市场空间有望达到数百亿美元级别。中国市场方面,2025 年产业规模约 10 亿元,伴随国内智算中心建设与国产化政策推进,2026 年有望突破 300 亿元,进入高速增长阶段。

1.4 2026 年:产业化元年的定位

2026 年是 CPO 产业从 “概念验证” 进入 “落地量产” 的关键拐点。核心标志有三:一是英伟达 Spectrum-X CPO 交换机在 2026 年下半年正式启动量产与客户爬坡交付,成为首款大规模商用的 CPO 产品;二是工信部首次将 CPO 写入国家级三年规划,配套智算中心适配率要求,国内市场形成政策保底需求;三是上游供应链订单能见度显著提升,龙头企业业绩爆发式增长,产业逻辑从想象空间转向业绩兑现。

这一阶段的核心特征是基本面确定性持续提升,但依赖概念的估值溢价逐步收窄,产业链公司分化加速,具备真实订单绑定与核心技术壁垒的企业将持续受益,纯概念标的将逐步被市场出清。

第二章 CPO 全产业链深度拆解(上游核心器件)

2.1 CW 光源:CPO 系统的能量入口

2.1.1 技术原理与产业定位

硅光芯片自身发光效率极低,无法自主产生光源,必须依赖外部的连续波激光器泵入光信号,这就是 CW 光源的核心角色。CW 光源持续稳定输出纯净的单频激光,为硅光芯片提供光载波,再由硅光芯片上的调制器完成数据编码,是 CPO 光信号的起点。

与传统光芯片相比,CW 光源的定位存在本质区别:传统光模块中,DFB/EML 激光器同时承担发光与调制功能;而硅光 / CPO 架构中,光源与调制器解耦,CW 光源仅负责提供稳定纯净的光输入,光源的功率、稳定性与纯度直接决定 CPO 链路的信号质量。

当前主流的光芯片可分为四类,各自定位清晰:CW-DFB 激光器持续输出单频激光,配套硅光模块与 CPO 交换机,随英伟达 CPO 量产从小众走向标配,功率正从 100mW 向 400mW 以上升级;EML 激光器将发光与调制集成一体,是传统 800G/1.6T 可插拔光模块的核心,速率天花板约 1.6T;普通 DFB 激光器直接调制输出,主要用于接入网与低速数据中心,国产化率高但竞争激烈;VCSEL 从芯片表面垂直发光,适用于数据中心短距多模场景,不适合长距与 CPO 场景。

对产业而言,CW 光源是完全新增的增量市场 —— 传统光模块无需单独配置 CW 光源,而硅光与 CPO 架构必须配套,市场空间从无到有快速扩张,是 CPO 产业链中确定性最强的增长赛道之一。

2.1.2 全球竞争格局

全球 CW 光源市场呈现一超多强格局,美国 Lumentum 占据行业龙头地位,中国厂商源杰科技以 23.6% 的全球份额位居第二,仕佳光子、长光华芯等处于第二梯队加速追赶。整体国产化程度处于中高水平,是光电子领域国产突破较为领先的细分赛道。

行业的核心壁垒在于化合物半导体外延工艺、芯片制造良率与客户认证周期。CW 光源的客户认证通常需要 12-18 个月,一旦进入供应链便具备极强的客户粘性。同时功率升级迭代极快,200mW 到 400mW 再到 800mW 的升级是每代 CPO 的硬性要求,技术落后一代便面临被淘汰的风险。

2.1.3 核心厂商深度解析

源杰科技是国产 CW 光源的绝对龙头,也是全球 CW 光源市场的第二大厂商。公司是国内极少数拥有磷化铟光芯片全流程产线的 IDM 厂商,从外延生长、芯片制造到封装测试全部自主完成,IDM 模式保障了产品品质的一致性,这也是其能进入英伟达供应链的核心基础。公司的 CW-DFB 激光器通过天孚通信、中际旭创的光引擎组件,间接进入英伟达 Spectrum-X 供应链,实现深度绑定。在功率升级上,源杰科技已抢先完成 400mW CW-DFB 的量产,领先国内同行至少一个身位,恰好匹配英伟达下一代 CPO 方案的功率需求。

经营层面,2026 年第一季度公司实现营业收入 3.55 亿元,同比增长 320.94%;归母净利润 1.79 亿元,同比增长 1153.07%;毛利率高达 77.81%,业务结构实现质变,高附加值的 CW 光源产品成为业绩核心驱动。

仕佳光子传统主业是 PLC 平面光波导芯片,全球市占率位居前列,是无源光芯片领域的龙头企业。近年来公司从无源向有源光芯片跨界,CW-DFB 激光器是核心突破方向,目前 100mW 与常温 400mW CW 激光器已实现小批量出货,但出货规模与客户层级不及源杰科技。公司的差异化优势在于 AWG 阵列波导光栅芯片,1.6T AWG 芯片实现国内独家量产,AWG 是 CPO 内部光波分复用的核心器件,这一领域仕佳光子的壁垒甚至高于 CW 光源。此外公司 100G EML 芯片处于送样验证阶段,若通过验证将成为国内第二家具备高端 EML 供应能力的厂商。

长光华芯原本聚焦高功率半导体激光芯片,应用于工业激光加工领域,近年来向光通信 CW 光源赛道拓展,属于技术降维布局。公司在高功率激光领域的热管理、大电流驱动技术积累,可部分迁移至大功率 CW-DFB 产品。2026 年第一季度公司实现营收 1.30 亿元,同比增长 37.81%,净利润 447.96 万元,实现扭亏为盈,但整体体量较源杰科技小一个数量级。目前公司 CW-DFB 产品处于样品验证与小批量阶段,量产进度落后于前两家厂商,从 “能做出来” 到 “稳定量产” 仍需时间。

2.2 光芯片:光电转换的核心载体

2.2.1 技术分类与价值占比

光芯片是 CPO 系统中承担电光转换与光信号处理的核心器件,在 CPO 成本中占比约 25%-30%,是技术壁垒最高的环节之一。按功能可分为有源光芯片与无源光芯片两大类:有源光芯片包括 EML 激光器、CW 光源、DFB 激光器等,负责电光信号转换,占光芯片价值的 60%-65%;无源光芯片包括 AWG 阵列波导光栅、PLC 分路器、光开关等,负责光信号的路由与分配,占光芯片价值的 35%-40%。

2.2.2 国产化进程全景

光芯片的国产化程度呈现显著的速率分层特征:中低速领域已基本实现国产主导,高速领域仍与海外存在明显代差。具体来看,10G 及以下速率的 DFB 芯片国产化率超过 80%,已基本完成国产替代;25G 速率的 DFB/EML 芯片国产化率超过 60%,国产厂商占据主导地位;配套硅光的 CW 光源国产化率约 30%,实现率先突破;100G PAM4 EML 芯片国产化率约 30%,处于突破初期;200G PAM4 EML 芯片国产化率不足 5%,仍在验证阶段;400G EML 芯片国内尚处于预研阶段,完全依赖海外供应。无源光芯片中的 AWG 国产化率超过 50%,已实现国产主导。

整体来看,100G 以上高速 EML 芯片是光芯片国产替代的核心主战场,全球市场由 Lumentum 与 Coherent 合计占据 80% 以上份额,国内厂商与海外龙头存在约 5 年的技术代差。2026-2027 年全球高速光芯片供需缺口持续存在,海外龙头订单排期已延伸至 2028 年,为国产厂商提供了 2-3 年的黄金替代窗口期。

2.2.3 有源光芯片核心厂商

EML 是高速光芯片中价值最高、技术最难的品类,也是国产替代的核心赛道,国内主要有三家厂商布局高端 EML 产品。

源杰科技是国内唯一实现 100G PAM4 EML 量产的企业,良率约 70%,200G EML 处于验证末期,预计 2026 年底实现量产。公司同时布局 10G DFB、25G DFB、CW 光源与高端 EML,产品矩阵完整,10G DFB 全球市占率位居第一,25G DFB 国内电信市场占有率超 40%。公司采用 IDM 全流程模式,成本较海外厂商低 30% 左右,第一大客户为中际旭创,间接切入谷歌、英伟达供应链。

长光华芯拥有 6 英寸产线,年产能可达 1000 万颗,100G EML 已实现量产,200G EML 处于客户验证阶段,2026 年第二季度启动小批量出货,在 200G EML 的进度上领先行业。公司已获得 0.45 亿元的前瞻订单,产能储备充足,但光通信领域的量产经验与客户资源不及源杰科技。

东山精密在光芯片领域积累深厚,累计出货超千万颗,200G EML 已进入量产阶段,拥有规模化量产经验与多元客户基础,是国产 EML 赛道的核心参与者。

除三家 EML 核心厂商外,还有多家企业在光芯片领域布局:光迅科技是国内光芯片龙头企业,实现 10G/25G DFB 量产与硅光技术研发,EML、DFB、APD 芯片全系列布局,是华为光模块的核心供应商;永鼎股份主业为特种光缆,同时布局光芯片领域,参股武汉光安伦开展光芯片设计业务,在保偏光纤领域技术积累深厚;博创科技聚焦硅光路线,具备硅光模块封装与 MZI 调制器技术能力,是硅光集成方向的核心厂商。

2.2.4 无源光芯片核心厂商

仕佳光子是无源光芯片领域的绝对龙头,AWG 阵列波导光栅芯片全球市占率超过 50%,全球主流光模块厂商设计产品时,均以仕佳的 AWG 方案为参考标准。2025 年公司 AWG 芯片营收 5.45 亿元,同比增长 92.9%,1.6T 用 AWG 已进入客户验证阶段,CPO 用高通道 FAU 器件完成小批量交付。

公司 PLC 分路器芯片全球份额超过 30%,2025 年全年实现营收 21.29 亿元,同比增长 98.15%;净利润 3.72 亿元,同比增长 473.25%。其中光芯片及器件业务收入 15.91 亿元,同比增长 162.39%,占总营收的 75.83%;海外收入占比首次超过国内,达到 52.69%,同比增长 300.34%。公司通过收购福可喜玛补齐 MPO 连接器短板,形成 “光芯片 + 光连接” 一站式方案,同时投资建设高速光芯片与器件项目,瞄准 800G/1.6T 高端市场,是国内稀缺的覆盖无源 + 有源全系列的平台型光芯片企业。

2.3 电子芯片层:CPO 系统的信号大脑

2.3.1 三层架构与功能定位

电子芯片层是 CPO 系统的 “大脑与神经”,负责信号处理、传输与控制,没有这一层光引擎便无法正常工作。该环节在 CPO 成本中占比约 10%-15%,但技术壁垒极高,是国产化率最低的环节。整体可分为三个相互衔接的功能层级:

第一层是信号处理层,核心为 DSP 数字信号处理器,负责将光纤传输的模拟光信号通过 PAM4 算法还原为数字信号,同时完成编码与纠错,是光信号与电信号之间的 “翻译官”。单颗 800G DSP 价值约 1400 元,1.6T DSP 价值约 3000 元,在光模块 BOM 成本中占比可达 20%-30%,是单颗价值最高的电子芯片。

第二层是数据传输层,核心为 SerDes 串行器 / 解串器,以及 Retimer 信号重定时芯片。电信号在 PCB 走线中衰减极快,SerDes 负责将并行数据打包为高速串行流传输,224Gbps SerDes 是跨入 1.6T 时代的核心技术门槛,通常集成在交换芯片与 DSP 内部,不单独出售,但 IP 授权价值极高。

第三层是控制驱动层,包括驱动 IC 与 TIA 跨阻放大器。驱动 IC 精准控制激光器的电流与温度,TIA 将光探测器输出的微弱电流放大为可用电压信号,精度误差超过 1% 便会导致链路误码率飙升,单颗价值从数美元到数十美元不等,是每个光链路的刚需器件。

2.3.2 全球寡头垄断格局

光通信 DSP 与高端交换芯片是半导体行业寡头格局最极端的领域之一。全球市场中博通占据约 55% 的份额,Marvell 占据约 35%,两家合计垄断 90% 以上的市场,英特尔与其他厂商合计占比不足 10%。

博通的垄断地位建立在两大支柱上:一是垂直锁定策略,将 Tomahawk 交换芯片、SerDes 与 DSP、光模块方案打包销售,客户采购交换芯片便同步锁定配套的 DSP 与光引擎方案,竞争对手难以切入;二是极高的认证壁垒,一颗 DSP 从送样到量产平均需要 18-24 个月,云厂商完成认证后更换供应商的风险成本极高,先发优势可维持数年。Marvell 则采取差异化路线,主打全集成光学引擎方案,将 DSP、驱动 IC、TIA 集成在单颗芯片上,功耗表现更优,近年来光通信业务高速增长,逐步蚕食中低端市场份额。

更深层的壁垒在于 EDA 工具、先进制程与专利积累。博通与 Marvell 的 DSP 均采用台积电 5nm/3nm 先进制程,而相关制程对中国大陆存在出口限制,国产 DSP 只能在成熟制程上通过架构优化提升性能,难度呈指数级上升。

224G SerDes 是当前行业的核心技术门槛,也是进入 1.6T 时代的 “入场券”。800G 光模块采用 112G SerDes 即可满足需求,而 1.6T 需要将单通道速率翻倍至 224G,否则线路密度与功耗将无法控制。224Gbps 速率下每个比特仅 4.5 皮秒,PCB 走线的细节都会造成信号损耗,是高速模拟芯片设计的皇冠。目前博通、Marvell、英伟达的 224G SerDes 均已实现量产,国产方案仍处于实验室验证阶段,预计 2027 年前后才有商用可能。

2.3.3 国产突围核心厂商

裕太微是 A 股极少数能量产高速 PAM4 DSP 的厂商,也是国产 DSP 替代的核心载体。公司 200G PAM4 DSP 已实现量产,800G 与 1.6T DSP 处于送样验证阶段,同时布局车载 TSN 交换芯片赛道。从送样到量产需要经历专利验证、小批量测试、客户导入、良率爬坡的完整周期,短则 12 个月长则 2 年,是当前最大的不确定性。2026 年中国算力市场 DSP 采购额约 75-90 亿元,即便仅获得 5%-10% 的份额,也将带来数倍的营收弹性。

盛科通信是国内唯一实现商用批量出货的数据中心交换芯片设计企业,被视为国产交换芯片的核心火种。公司 25.6Tbps 交换芯片已实现量产,800G 端口导入华为、锐捷等客户,51.2Tbps 产品处于研发中,与博通 102.4Tbps 的旗舰产品存在代际差距。当前公司产品主要适配传统可插拔光模块,CPO 时代需要交换芯片与光引擎深度直连,对 SerDes 与光电接口提出全新要求,适配能力将决定公司未来的成长天花板。公司 2026 年第一季度研发投入占营收比例达 49.5%,持续高强度投入技术攻关。

澜起科技并非直接的 CPO 电子芯片厂商,却是 AI 服务器内存接口环节的核心受益者。AI 服务器采用 CPO 交换机组网的前提是服务器内部内存接口同步升级,公司是全球 DDR5 内存接口芯片双寡头之一,产品全球市占率领先。2026 年第一季度公司实现营收 14.61 亿元,同比增长 19.5%;净利润 8.47 亿元,同比增长 61.3%;毛利率 69.8%,净利率高达 58%,接近 IP 授权的盈利模式。英伟达 GB300 全面升级 DDR5,直接拉动公司 RCD 芯片出货量,同时 MRCD/MDB 多路复用芯片、PCIe Retimer、时钟驱动芯片等新品集中放量,增长确定性极强。

纳芯微是国产信号链与驱动 IC 平台龙头,产品覆盖传感器、信号链、电源管理与驱动 IC,在汽车与工业领域基础深厚,目前正逐步向光通信领域渗透,是光模块驱动 IC 国产替代的主力厂商,属于 CPO 电子芯片层的隐形增量赛道。

峰绍科技主业为电机驱动芯片,依托高速信号处理与模拟芯片技术积累,向光通信高速驱动 IC 领域延伸,是国产驱动芯片的重要参与者。

圣邦股份是 A 股模拟芯片龙头,在信号链与电源管理领域布局全面,正推进光模块中 TIA、驱动芯片配套的电源管理芯片研发,受益于光通信芯片国产化趋势。

卓胜微是射频前端领域龙头,高速信号处理技术可复用至光通信高速接口芯片领域,布局 CPO 周边高速接口产品,长期受益于光电融合的技术趋势。

第三章 CPO 全产业链深度拆解(中游集成制造)

3.1 光引擎与精密器件:价值最高的核心环节

3.1.1 光引擎的技术壁垒与制造工艺

光引擎是集成了光芯片、调制器、微光学元件的核心模组,负责完成光电信号转换,是 CPO 系统的 “心脏”。光引擎与配套精密器件在 CPO 成本中占比 30%-35%,是价值占比最高的环节,同时也是中国企业最具全球竞争力的领域。

光引擎的制造工艺壁垒极高,涉及多学科交叉的精密制造技术,核心工艺包括精密陶瓷套管加工、FAU 光纤阵列制备、光引擎耦合封装、微光学组件组装四大类,精度要求达到亚微米甚至纳米级:精密陶瓷套管的精度要求为 ±0.1μm,FAU 光纤阵列排布精度 ±0.5μm,光引擎耦合对准精度 ±1.0μm,微透镜阵列组装精度 ±2.0μm。这一精度相当于在直径约 70μm 的头发丝上进行雕刻,公差仅为头发丝直径的七百分之一。

行业的进入门槛极高,一套完整的高端光引擎产线投资规模约 10-20 亿元,良率爬坡周期需要 2-3 年。头部企业用了近 10 年时间才将 1.6T 光引擎良率从 40% 提升至 95% 以上,后来者即便有资金支持,也难以在短期内复刻成熟的制造能力。

3.1.2 精密器件的分类与产业价值

光引擎的高性能运行高度依赖各类精密无源器件作为 “骨架” 支撑,这些器件单件价值不高,但单个光引擎需要数十件配套,合计价值量可观,且技术壁垒高、客户粘性极强。

核心精密器件包括以下品类:FAU 光纤阵列负责多通道光纤的精密排布与耦合,是光引擎输出端的核心连接部件,技术壁垒极高;微透镜阵列负责光束整形与准直,优化光路耦合效率;保偏光纤组件用于维持光信号的偏振状态稳定,是 CPO 内部光互联的关键介质;精密陶瓷套管是光纤连接器的核心部件,要求纳米级加工精度;滤光片与偏振片实现波长选择与偏振控制;准直器与隔离器负责光束准直与回光隔离,保障链路稳定性。

这类精密器件一旦通过客户认证进入供应链,替换成本极高,形成了极强的客户粘性,也是头部企业能够维持高毛利率的核心原因。

3.1.3 核心厂商深度解析

天孚通信是全球光引擎领域的绝对龙头,也是 CPO 精密器件的全球领军企业。公司定位为中立第三方光器件平台,不涉足下游光模块整机,可同时服务所有头部光模块厂商,形成独特的中立生态优势。公司 1.6T 光引擎全球市占率超过 65%,CPO 配套光器件市占率超过 30%,FAU 光纤阵列市占率超过 50%,均位居全球第一。产品良率达到 95% 以上,远超行业 70%-75% 的平均水平,1.6T 光引擎毛利率超过 68%,盈利能力显著领先行业。

公司构建了三重核心护城河:技术上,纳米级精密陶瓷技术打破日本垄断,“光引擎 + FAU” 耦合方案解决了 CPO 精密对准的核心难题;市场上,高市占率形成独家供应格局,客户覆盖英伟达、博通、思科等全球头部企业;盈利上,高毛利率叠加规模效应,成本较竞争对手低 20% 以上,形成 “高利润 - 高研发 - 高壁垒” 的正向循环。

经营层面,2026 年第一季度公司实现营收 13.30 亿元,同比增长 40.82%;归母净利润 4.92 亿元,同比增长 45.79%;整体毛利率 56.60%,创历史新高。2025 年全年营收 51.63 亿元,同比增长 58.79%;净利润 20.17 亿元,同比增长 50.18%。产能方面,江西二期与泰国基地同步推进,2026 年 1.6T 光引擎产能可达 200 万只,预计 2026-2028 年营收复合增速约 40%,净利率有望突破 40%。

光库科技是薄膜铌酸锂调制器领域的国内独家龙头,也是全球少数掌握 8 英寸晶圆级薄膜铌酸锂调制器量产技术的企业,全球仅三家具备该能力。薄膜铌酸锂调制器功耗较硅光方案低 40%,体积减小 60%,在 CPO 对功耗与体积极致要求的场景下具备显著性能优势,是 CPO 光调制环节的核心技术路线之一。

公司通过子公司加华微捷提供 “薄膜铌酸锂调制器 + 保偏光纤阵列” 的 CPO 协同方案,已批量供货 800G/1.6T 产品,与谷歌、微软、英伟达等客户保持联合研发,目标占据 CPO 光互联核心组件 10% 以上的市场份额。2026 年第一季度公司实现营收 4.26 亿元,同比增长 60.80%;归母净利润 4474 万元,同比增长 312.52%。2025 年全年营收 14.74 亿元,同比增长 47.56%;净利润 1.77 亿元,同比增长 163.76%,其中光通讯器件板块收入同比翻倍,占总营收的 53.34%。

中际旭创作为全球光模块龙头,正向上游光引擎延伸,提升 TOSA、ROSA 等精密组件的自研自给率,降低对外采购依赖,同时为 CPO 系统集成打造核心技术底座,是光引擎领域的潜在挑战者。

太辰光聚焦 MPO 连接器与光纤配线产品,是数据中心光纤连接领域的龙头企业,CPO 交换机面板端的高密度光纤连接需求直接拉动公司产品需求,是光纤连接环节的核心供应商。

腾景科技是精密光学元组件领域的 “毛细血管” 型企业,产品覆盖滤光片、偏振分束器、透镜、激光准直头等,是光引擎不可或缺的基础元件。公司构建了 “晶体材料 - 光学元器件 - 仪器设备” 的纵向一体化布局,产品已进入英伟达、Lumentum、中际旭创、光迅科技等全球头部企业供应链,同时为谷歌 OCS 系统提供核心光学元件。2026 年第一季度公司实现营收 1.71 亿元,同比增长 51.17%;归母净利润 1443 万元,光测试仪器业务同比增长 117.78%,增长动力充足。

3.2 先进封装与基板:共封装的物理载体

3.2.1 技术方向与核心难点

CPO 的 “共封装” 特性,决定了其封装工艺与传统光模块封装存在本质区别。CPO 需要将光引擎与交换 ASIC 在同一基板上完成亚微米级对准,涉及 2.5D/3D 堆叠、硅通孔 TSV、微凸块、硅中介层等先进封装技术,同时要解决光电混合封装的散热、信号干扰、对准精度等核心难题,是封装领域的前沿方向。

封装基板方面,高导热氮化铝陶瓷基板、ABF 载板、高多层 PCB 是核心载体,其中陶瓷基板具备优异的导热与绝缘性能,是高端光引擎与光模块管壳的核心材料。目前最高端的 CoWoS 封装仍由台积电主导,国内封装企业主要承接配套封装与中后道测试环节,陶瓷基板则是国产替代进展最快的细分领域。

3.2.2 封装厂商解析

长电科技是国内封测行业龙头,在 Chiplet 先进封装领域布局深厚,正推进光电混合封装技术研发与产线建设,深度受益于 AI 芯片与 CPO 对先进封装的爆发式需求。

通富微电与 AMD 深度绑定,是 AMD 的主力封测厂商,在 FCBGA、Chiplet 等先进封装领域技术积累丰富,同时具备硅光模块测试能力,CPO 相关封装工艺储备充足,受益于 AI 芯片封装需求的外溢。

华天科技封装工艺覆盖 FC、TSV、Bumping 等全品类,拥有光通信器件封测的长期经验,可承接 CPO 相关的封装测试需求。

3.2.3 基板厂商解析

中瓷电子是高导热氮化铝陶瓷基板领域的龙头企业,1.6T 光模块陶瓷外壳已实现批量供货,是 CPO 光引擎封装管壳的核心供应商。公司 2025 年营收同比增长 35%,光通信业务占比持续提升,是封装基板环节国产替代的核心标的。

3.3 测试验证:量产扩产的隐形瓶颈

3.3.1 CPO 测试的特殊性与核心维度

CPO 模块与传统可插拔光模块的核心区别在于,传统模块出现故障可单独插拔更换,而 CPO 模块焊接在交换芯片旁,封装完成后无法单独更换,一个光源失效便可能导致整台交换机报废。因此 CPO 的出厂测试标准比传统光模块严苛数倍,测试环节是保障良率、控制成本的核心关卡,也是制约扩产速度的隐形瓶颈。

核心测试维度包括三类:第一类是眼图测试,将接收的光信号采样叠加形成眼图,“眼睛” 张开程度越高代表信号质量越好。CPO 信号链路为毫米级,传统插拔式测试设备无法接入,需要专用的片上探针测试方案,是测试设备的核心挑战。

第二类是 BER 误码率测试,通过发送已知数据序列统计接收端的出错比例,CPO 要求误码率低于 1×10⁻¹⁵,即每千万亿比特出错不超过 1 个。CPO 交换机需要在 65℃的封装环境内连续运行数万小时,高温会加速激光器老化与波长漂移,误码率可能随温度呈指数级恶化,高温下的误码率稳定性是核心测试难点。

第三类是热可靠性测试,通过 - 40℃至 + 85℃温度循环上千次、85℃高温加 85% 湿度老化数千小时,验证 CW 光源的功率衰减与波长漂移指标,要求功率衰减不超过 0.5dB、波长漂移不超过 0.1nm,可靠性要求远高于传统光模块。

3.3.2 实测验证与设备格局

Meta 对博通 Tomahawk 6 Davisson CPO 交换机的现场实测,为行业提供了关键的可靠性验证。测试结果显示,设备数千小时不间断运行未出现任何光链路掉线或误码率超标问题;千亿参数级 AI 模型训练中,集群通信开销减少 18%,训练周期缩短约 15%,训练效率提升 90%;功耗较可插拔方案低 70%,充分验证了 CPO 的实际性能与可靠性,消除了终端客户的核心疑虑,相当于为全行业颁发了产业化 “及格证”。

测试设备是 CPO 扩产的 “卖铲人” 赛道,全球 CPO 测试设备市场 2028 年预计达到 8-12 亿美元。目前市场主要由是德科技、安立、Viavi 三家海外企业主导,国内厂商如优峰技术等在眼图仪领域取得了一定的国产替代进展,但整体差距仍然较大。

第四章 CPO 全产业链深度拆解(下游系统应用)

4.1 CPO 交换机的架构变革与价值

CPO 交换机是 CPO 技术的最终集成载体,也是 AI 算力网络的核心节点。传统交换机采用前面板插光模块的架构,交换芯片到光模块的 PCB 走线长达 10-20cm,高速率下信号损耗与功耗难以控制。CPO 交换机将硅光引擎直接封装在交换芯片旁,通过硅桥或 2.5D 基板实现最短路径连接,从根本上解决电信号瓶颈。

根据英伟达官方数据,Spectrum-X CPO 交换机相比同端口数的传统可插拔方案,能效提升 5 倍,AI 系统运行时间提升 5 倍,部署效率提升 1.3 倍,性能优势极为显著。

一台典型的 CPO 交换机内部可分为四层架构:最核心的是交换 ASIC 层,即交换机的 “大脑”,负责数据包路由转发;第二层是硅光引擎层,由多颗硅光引擎裸片组成,通过 2.5D 硅中介层与交换 ASIC 连接,完成光电信号转换;第三层是外部光源层,即可插拔的 CW 激光器模块,为所有硅光引擎统一提供光源;最外层是光纤连接层,由高密度 MPO/MDC 光纤端口组成,实现光信号直接出面板。

从成本结构看,一台 CPO 交换机中,交换芯片占硬件成本的 40%-50%,硅光引擎占 25%-30%,CW 光源占 8%-12%,其余 PCB、连接器、散热等占 10%-15%。

4.2 全球三强技术路线对决

当前全球 CPO 交换机领域形成英伟达、博通、华为三股核心势力,三者技术路线与商业模式差异显著。

英伟达 Spectrum-X是行业标杆产品,搭载自研 Spectrum-6 交换芯片,单芯片交换容量 102.4Tbps,采用台积电 3nm 工艺,4U 整机交换容量可达 409.6Tbps,最大支持 512 个 800G 端口。产品采用硅光 CPO 方案,2026 年 6 月宣布全面量产。商业模式为系统锁定,将 GPU 与网络方案深度绑定,客户采购 Vera Rubin 等 GPU 产品,必须配套 Spectrum-X 组网,核心客户包括 Meta、Oracle、微软、OpenAI 等。

博通 Tomahawk 6是商用交换芯片领域的绝对王者,单芯片交换容量同样达到 102.4Tbps,采用台积电 3nm 工艺,支持硅光 CPO 方案,2026 年 3 月已实现批量出货。博通的商业模式为只卖芯片、开放生态,向思科、Arista、白牌 ODM 厂商供应交换芯片,不直接生产整机交换机。这意味着所有非英伟达生态的 CPO 交换机,都需要向博通采购核心芯片,博通站在全行业的供应链入口,是 CPO 交换机领域的 “影子之王”。

华为 CloudEngine受外部制裁限制,无法采用台积电 3nm 工艺与海外 CPO 生态,目前数据中心交换机仍以传统可插拔方案为主,CPO 技术处于研发阶段。自研 Hi1822 芯片单芯片交换容量约 51.2Tbps,整机集群容量约 200Tbps。华为的核心优势在于国内运营商市场的绝对主导地位,三大运营商数据中心交换机招标中华为份额长期超过 60%,一旦突破 CPO 自主工艺,国内供应链将直接受益。

4.3 国内系统集成核心厂商

国内 CPO 交换机与系统集成领域,形成了光模块龙头向上延伸、传统网络设备厂商同步布局的格局。

中际旭创是全球光模块行业龙头,也是英伟达 CPO 交换机的核心配套厂商。公司正从光模块供应商向全栈光学解决方案提供商升级,业务边界从可插拔光模块扩展至 NPO 光引擎、Coherent-Lite 方案与 CPO 整体解决方案,构建系统级能力。公司 800G/1.6T 光模块全球市占率位居第一,深度绑定英伟达与谷歌供应链,是 CPO 产业链中业绩确定性最强的企业之一。2025 年公司营收接近 250 亿元,是第二名的 5 倍以上,规模优势显著。

紫光股份旗下拥有新华三品牌,是国内数据中心交换机市场的前三甲企业,具备 AI 网络方案集成能力,可推出基于国产交换芯片的全栈 CPO 组网方案,受益于国内智算中心建设与国产化替代趋势。

锐捷网络是国内数据中心交换机白牌龙头,AI 智算交换机市场份额位居国内前列,深度布局 AI 网络架构,国内 AI 数据中心建设直接拉动公司交换机出货增长。

光迅科技隶属于中国信科,实现光通信全产业链覆盖,从光芯片到光模块再到系统方案全面布局,储备了光子系统级解决方案能力,是国内运营商市场的核心供应商。

星网锐捷是 ICT 基础设施领域的龙头企业,在数据中心网络设备领域积累深厚,同步布局 CPO 相关网络设备与解决方案。

新易盛是全球 800G/1.6T 光模块出货量前三的企业,绑定 Marvell DSP 供应链,NPO 近封装光学方案技术领先,产品主要供应 Meta、微软、亚马逊等海外 AI 客户,受益于海外数据中心光模块升级需求。

华工科技旗下华工正源实现光芯片、光器件到光模块的全链路覆盖,3.2T 液冷 CPO 方案处于国内领先水平,是国内云厂商光模块的核心供应商之一。

第五章 产业验证与催化:拐点确立的多重信号

2026 年上半年,产业端、政策端、资本端密集释放关键信号,逐一验证了 CPO 产业的发展逻辑,共同推动产业从预期走向落地。

5.1 产业端验证:量产与业绩共振

5.1.1 英伟达量产节奏确认

2026 年 6 月,针对市场上 “CPO 大规模商用延后至 2028-2029 年” 的传言,英伟达高管明确辟谣,确认 Spectrum-X CPO 交换机量产时间表不变,2026 年下半年启动量产与客户爬坡交付。同时明确区分了验证与替换的边界:2026 年是小规模商用验证落地,并非全网替换,符合产业渐进渗透的客观规律。

英伟达同时强调,CPO 方案能效提升 5 倍、AI 系统运行时间提升 5 倍的技术优势明确,是传统方案无法企及的。量产节奏的确认直接稳定了供应链预期,上游 CW 光源、光引擎等环节的订单能见度持续提升,对源杰科技等核心供应链企业的业绩预期形成直接支撑。

5.1.2 龙头企业定价逻辑重构

美银证券 2026 年 6 月发布研报,将中际旭创目标价从 1100 元上调至 1650 元,上调幅度达 50%,同时上调 2026-2028 年盈利预测 16%-70%。此次上调并非简单基于出货量增长,而是对公司进行了定价逻辑的重构:将中际旭创从 “光模块龙头” 重新定义为 “全栈光学解决方案提供商”,认可其从单品出货向平台化升级的产业趋势。

这一判断的核心支撑在于,公司 1.6T 光模块、NPO 光引擎、Coherent-Lite 方案三条产品线同步爬坡,业务价值从单一硬件制造向系统级解决方案延伸,盈利能力与成长天花板均得到提升。这也验证了 CPO 产业的核心逻辑:头部厂商的价值正在从单品制造向全栈平台升级。

5.1.3 Meta 实测验证可靠性

Meta 对 CPO 交换机的现场实测数据,是产业落地的关键实证。数千小时零故障、功耗降低 70%、训练效率提升 90% 的结果,证明 CPO 并非实验室技术,而是能够承受真实数据中心严苛运行环境的成熟方案,消除了下游客户的最大顾虑。这一验证结果将加速全球云厂商的 CPO 部署节奏,为后续 3-5 年的产业扩产扫清了认知障碍。

5.2 政策端催化:国家战略层级升级

2026 年 6 月,工信部印发《“人工智能 + 信息通信” 创新发展实施意见(2026—2028 年)》,首次在国家级三年规划中明确写入 “光电共封装器件(CPO)”,同时点名高速光电芯片、高速转发 / 交换芯片、全光交换器件等核心技术方向,要求开展技术研发验证与混合组网试验,攻关智算超节点光电互联技术。

这一政策并非孤立文件,此前 5 月工信部相关文件已明确要求,到 2026 年底新建智算中心 CPO 适配比例不低于 60%,核心光配件国产化率达到 70% 以上。两份文件叠加,形成了 “需求指标 + 技术路线” 的双重政策支撑:既明确了国内市场的 CPO 应用规模保底,也指明了国产化攻关的核心方向,让 CPO 从企业技术选择升级为国家战略方向,国内产业链拥有了独立于海外的需求增长逻辑。

政策对产业链的催化是结构性的,尤其对 DSP、高速交换芯片等国产化薄弱环节形成直接推动,相关领域的攻关进程有望提速,是国产替代的核心政策催化剂。

5.3 资本端认知升级:全球赛道地位确立

美国杠杆 ETF 发行商 ProShares 向 SEC 一次性申报 9 只 A 股 2 倍做多 ETF,其中光通信 / CPO 方向占据 3 席,涵盖中际旭创、新易盛、天孚通信三家企业,占比在半导体、AI 制造等四大赛道中最高。

杠杆 ETF 从申报到上市通常需要 2-3 个月,实际规模取决于市场情况,更多是信号层面的催化,并不代表外资即刻大规模买入。但其核心意义在于,这是海外机构首次认为 A 股光通信公司的行业地位重要到值得设立专门的杠杆交易工具,光通信 / CPO 已被纳入全球 AI 基础设施的核心赛道,海外对 A 股光通信产业的认知实现系统性升级。

第六章 产业链价值分配与投资逻辑

6.1 各环节价值占比与利润分布

从 CPO 制造成本的价值分配看,产业链呈现清晰的分层特征。光引擎与精密器件价值占比最高,达到 30%-35%,同时也是利润率最高的环节,头部企业毛利率可达 60% 以上;光芯片价值占比 25%-30%,高端产品毛利率极高,但中低端竞争激烈;模块与系统集成价值占比 15%-20%,规模效应显著,龙头企业具备成本优势;先进封装与基板价值占比 12%-18%,技术迭代驱动价值提升;电子芯片层价值占比 10%-15%,单颗芯片价值高但被海外厂商垄断。

从利润分布看,具备核心技术壁垒的环节利润更为丰厚:无源精密器件、高端光芯片、高端 DSP 均具备高盈利属性,而低端制造环节利润微薄。利润向技术壁垒高、格局清晰的环节集中,是 CPO 产业链的核心特征。

6.2 国产化与技术壁垒的错位特征

CPO 产业链各环节的国产化程度与技术壁垒并非完全正相关,呈现显著的错位特征。精密无源器件领域技术壁垒很高,但中国企业已实现全球领先,国产化程度高;光芯片领域壁垒极高,国产化处于加速突破阶段,中低端已实现自主,高端仍在追赶;电子芯片领域壁垒同样极高,却是国产化最薄弱的环节,高端 DSP 与交换芯片几乎完全依赖进口。

这种错位意味着,CPO 的国产替代并非齐头并进,而是呈现分层突破的特征。无源器件已经完成国产替代并参与全球竞争,光芯片正处于替代加速的关键窗口,而电子芯片则是长期攻关的核心方向。下一阶段国产替代的超额收益机会,将集中在 DSP、高端交换芯片等 “卡脖子” 环节,政策的持续加持将加速这一进程。

6.3 供需格局与产能瓶颈

当前 CPO 产业链整体处于供给偏紧状态,不同环节的紧张程度差异明显。光芯片环节供需最为紧张,高端 CW 光源与 200G EML 全球供需缺口达 25%-30%,海外龙头产能排期已至 2028 年;光引擎环节订单满载,产能缺口约 10%-15%,良率爬坡是扩产核心制约;硅光耦合等专用设备产能受限,成为中游制造的产能瓶颈;CPO 模块总成环节产能扩张速度较快,缺口约 5%-10%;先进封装领域台积电 CoWoS 产能极度紧张,部分需求外溢至国内封装厂商。

供给端的刚性约束,使得具备产能与技术优势的头部企业议价能力增强,盈利水平持续提升,同时也为国产替代创造了时间窗口 —— 下游客户为保障供应链安全,主动引入国产供应商的意愿显著提升。

6.4 核心投资主线与优先级

综合价值占比、竞争格局、国产化进度与供需紧张度,CPO 产业链的投资可分为三大核心主线,优先级各有不同。

第一优先级是光引擎与精密器件环节。该环节价值占比最高,竞争格局最清晰,中国企业具备全球定义权,龙头企业壁垒深厚、业绩确定性强,是 CPO 产业化过程中最先受益、确定性最高的方向。

第二优先级是光芯片环节。该环节技术壁垒高,供需缺口大,国产替代正处于加速期,具备技术先发优势的企业业绩弹性大,同时受益于产能紧张带来的价格与盈利提升。其中 CW 光源与中高端 EML 是核心细分方向。

第三优先级是模块与系统集成、先进封装环节。光模块龙头向全栈平台升级的逻辑清晰,业绩兑现能力强;先进封装受益于 AI 芯片与 CPO 的双重需求,具备稳健的增长动力。

电子芯片环节短期确定性最低,国产替代尚处于早期阶段,技术与认证周期存在较大不确定性,但长期成长空间最大,是典型的高风险高弹性方向,适合长期布局国产替代主线的投资者。

整体来看,具备全栈能力的头部厂商、掌握核心光源与精密器件的平台型企业、卡脖子环节的国产突破企业,是 CPO 产业投资的三大核心方向。随着产业进入落地验证阶段,公司分化将持续加速,真实订单与技术壁垒将成为核心定价依据。

第七章 行业风险与挑战

7.1 技术路线不确定性风险

CPO 并非光互联升级的唯一技术路线,LPO 线性驱动可插拔光学等过渡方案仍在并行发展,部分云厂商在 LPO 领域有持续投入。若过渡方案性能超预期,可能延缓 CPO 的渗透节奏。同时更长期来看,3.2T 及以上速率的技术路线仍存在变数,全光交换等新技术可能对现有架构形成冲击,技术路线迭代始终是光通信行业的核心风险。

7.2 国产化进度不及预期风险

高端光芯片、DSP、高速交换芯片等领域技术壁垒极高,涉及先进制程、EDA 工具、专利壁垒、客户认证等多重制约,国产突破的难度极大。良率爬坡缓慢、客户认证周期长、技术迭代跟不上等问题,都可能导致国产化进度不及预期,相关企业的业绩兑现存在不确定性。

7.3 供给端竞争加剧风险

当前 CW 光源、高端光引擎等环节的高毛利率,必然吸引更多厂商进入赛道。海外龙头若加速扩产,或国内第二梯队企业快速追赶,都可能打破当前的供需格局,引发价格竞争,压缩行业盈利空间。尤其是 CW 光源等技术迭代快的领域,一旦技术路线切换或新进入者突破,行业格局可能快速变化。

7.4 估值与业绩匹配风险

CPO 板块经历了持续的估值提升,头部企业估值已处于历史较高区间,部分反映了未来的增长预期。若产业渗透速度慢于预期,或企业业绩增速不及市场预期,可能引发估值回调,存在估值与业绩不匹配的风险。

7.5 地缘政治与供应链风险

高端光芯片制造设备、先进制程、高端测试仪器等领域仍依赖海外供应,受出口管制政策影响较大。若地缘政治局势变化,相关设备与材料的供应受限,可能影响国内企业的产能扩张与技术升级节奏。同时海外客户占比较高的企业,也面临地缘政治带来的订单波动风险。

7.6 行业周期与需求波动风险

CPO 需求高度依赖 AI 算力投资,若全球 AI 资本开支出现阶段性放缓,或大模型训练的算力需求增长不及预期,将直接影响光模块与 CPO 的采购需求,导致行业出现阶段性波动。光通信行业本身具备周期性特征,需求的阶段性波动难以完全避免。

第八章 未来发展展望

8.1 速率升级持续加速,技术迭代不断推进

光互联的速率升级将持续加速,升级周期从传统的 5 年压缩至 1-2 年。800G 正处于大规模出货阶段,1.6T 将在 2027-2029 年成为主流,3.2T 及以上速率的技术研发已同步启动。速率升级是产业链持续增长的核心动力,每一代速率升级都会带动光芯片、光引擎、电子芯片的价值量提升,为产业链带来持续的成长空间。

CPO 的技术演进也将持续深化,从当前的外部光源方案向更高度的集成方向发展,光电融合的程度不断提升,同时薄膜铌酸锂、硅光等技术路线将长期共存、相互竞争,推动行业性能持续优化、成本持续下降。

8.2 渗透率稳步提升,应用场景逐步下沉

CPO 的渗透将遵循从高端到低端的渐进路径。2026 年渗透率约 3%-5%,率先应用于万卡级 AI 训练集群、超大规模云厂商数据中心等高端场景;2027-2029 年随 1.6T 普及,CPO 在高密度场景的占比将超过 30%;更长期来看,3.2T 时代 CPO 可能成为主流方案,远期渗透率有望达到 50% 以上。

伴随成本下降与技术成熟,CPO 将逐步从高端 AI 场景向云计算、运营商数据中心等场景下沉,市场空间持续扩容。国内市场在政策驱动下,智算中心的 CPO 适配率将快速提升,成为全球重要的增量市场。

8.3 国产替代分层推进,产业格局持续分化

国产替代将呈现分层推进的特征:无源精密器件将持续巩固全球领先优势,向更高精度、更高集成度升级;光芯片领域将在 2026-2028 年实现关键突破,100G EML 完成大规模替代,200G EML 实现规模化量产,CW 光源完成全面国产替代;电子芯片领域将作为长期攻关方向,逐步实现中低端突破,向高端持续追赶,政策支持将成为核心加速因素。

产业格局方面,分化将持续加剧。具备全栈能力的头部厂商优势不断扩大,平台价值持续提升;细分领域的隐形冠军凭借技术壁垒维持高盈利;而缺乏核心技术、仅靠概念的企业将逐步被市场淘汰。拥有 IDM 全流程能力、深度绑定头部客户、持续高强度研发投入的企业,将在产业演进中持续占据优势地位。

整体来看,CPO 产业正处于从 0 到 1 突破后的快速成长阶段,长期成长空间广阔,技术迭代与国产替代将是贯穿产业发展的两大核心主线。

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