1、 2025 年深度行业分析研究报告 目目 录录 1、CPO 是一种新型的光电子集成技术.5 2、CPO 的深度拆解:或带动硅光光引擎、CW 光源、光纤、FAU、MPO/MTP 等需求增长.7 2.1、硅光光引擎是 CPO 技术核心之一.9 2.1.1、光引擎平台:硅光技术是目前 CPO 光引擎的主要解决方案.9 2.1.2、光引擎集成:CPO 技术将增加先进封装工艺需求.13 2.2、光源:ELS 是当前硅光 CPO 的主流选择.19 2.3、光学互联:CPO 光链路较可插拔方案引入额外的光纤及光纤连接器.22 2.4、电气互联:CPO 中单片 CMOS EIC 或成发展方向.27 3、AI
2、光通信时代,CPO 迎三大产业变化.30 3.1、变化 1:硅光技术加速发展,CPO 硅光光引擎不断成熟.30 3.2、变化 2:龙头厂商积极布局 CPO,进一步催化 CPO 产业发展.35 3.2.1、Broadcom:TH5-Bailly SiPh PIC+7nm CMOS EIC+FOWLP.36 3.2.2、TSMC:积极布局硅光技术,推出 COUPE 平台.39 3.2.3、Nvidia:GPU 龙头企业,积极布局 CPO DWDM 方案.40 3.3、变化 3:AI 时代高速交换机需求增长,CPO 方案优势不断凸显.44 3.3.1、AI 时代交换机带宽加速迭代,端口互联速度快速发
3、展.44 3.3.2、AI 集群加速 Scale out,后端网络组网拉动高速交换机需求.45 3.3.3、AI 集群功耗成关键挑战,CPO 方案优势凸显.47 4、CPO 发展潜力较大,商业落地仍需产业协同.48 4.1、技术方面,CPO 在工艺、仿真以及测试等方面仍面临很多挑战.48 4.2、产业协同:AI 时代 CPO 方案或与可插拔方案长期共存.49 5、受益标的梳理.51 图表目录图表目录 图 1:CPO 有望成为未来数据中心互连的重要解决方案.5 图 2:光接口能效演进低于 ASIC 部分.5 图 3:CPO 有望替代传统可插拔光模块.6 图 4:CPO 较传统光模块集成大量光电器
4、件.7 图 5:CPO 利用光互连替代传统光模块至交换芯片的铜互连.8 图 6:光引擎是 CPO 技术核心之一.9 图 7:VCSEL CPO 方案适用于超短距离传输.10 图 9:硅光调制器常见构型:MZM、微环调制器、布拉格光栅调制器.12 图 10:硅光耦合器通常使用端面耦合以及光栅耦合两种方式.13 图 11:PE 集成方案包括单片集成或异构集成.14 图 12:CPO 技术将增加先进封装工艺需求.14 图 13:基于 2D 封装 PE 的 CPO.14 图 14:硅基 Interposer 方案提供精细的布线功能.15 图 15:有机封装利用有机基板作为基材.16 图 16:FOWL
5、P 通过晶圆级封装促进小尺寸封装和大规模生产能.16 图 17:玻璃材料是 Interposer 的优质候选材料.17 图 18:Corning 积极推进玻璃 Interposer.17 图 19:光电芯片通过 3D 封装进行垂直互连.17 图 20:3D 封装的 CPO 技术也是目前研究的热点和趋势.18 图 21:硅光 CPO 主要采用 ELS.19 图 22:输出功率和功耗是 ELS 的关键特征.19 图 23:有效的光电转换是一个多维的非线性问题.20 图 24:CW-DFB 激光器是目前 CPO 技术最优的外置光源选择.20 图 25:OIF 发布 ELSFP 标准.21 图 26:
6、ELS-DR/FR 应用实际由光引擎决定.21 图 27:CPO 光互连主要包括光引擎到前面板连接器的光纤路由.22 图 28:CPO 的实现涉及各种组件的系统规模集成.22 图 29:光引擎接口保护涉及多种光电分离方案.23 图 30:光纤阵列对材料和制造工艺的要求较高.23 图 31:光引擎通过 FAU 耦合实现光的进出.23 图 32:通过引入中板/板载光互连解决方案来解决光引擎尾纤长度不同问题.24 图 33:扩束连接器可以减少由于光学接口污染而导致的信号损失.24 图 34:利用光纤柔性板管理.24 图 35:通过部分硬件设计提高光纤可靠性.24 图 36:ELS 通过保偏光纤连接光