1、光通信行业整体发展概况

行业需求景气度:从光通信行业的需求端发展情况来看,当前市场对于行业的增长趋势已经形成较为明确的共识。从需求视角分析,无论是2026年还是2027年的行业景气度,目前可跟踪到的订单预期都呈现高速增长态势。结合已有的行业需求指引,光模块作为光通信赛道的核心细分领域,整体市场需求规模将大幅提升,预计从2026年的300多亿美金增长到2027年的700亿美金,意味着整个光通信行业在这一阶段将呈现翻倍增长的发展势头。

技术升级路径梳理:光通信领域当前的技术升级主要沿着两大路径推进,同时交换机领域的含光量也在持续提升。a. 封装维度升级:从传统可插拔向CPO终局方向进化,过程中存在多条并行技术路线,包含LPO、NPO、LRO、OBO等中间态产品,这类产品主要在功耗、时延、与交换机芯片间的电路走线距离上进行微幅优化调整;终局形态CPO将带来产业链生态、价值分配的革命,核心是通过封装层面的优化缩短电信号传输的走线距离。b. 芯片材料端升级:通过材料迭代提升单通道传输速率,当前已应用的材料包括磷化铟、硅光,未来还将使用硼钼磷酸锂。除此之外,传统电光转换交换机仍是当前主流,但2026年已出现较多新兴技术趋势,CPO、OCS等技术均属于光模块与交换机的融合方向,是从系统层面推进的更新迭代;交换机层面的创新属于偏0~1的机会,当前已有一万多台的使用量,其2027年、2028年的增长节奏、核心放量催化点存在一定差异。

供需环节投资机会:2026年光通信行业供需结构偏紧张是产业层面核心关注的矛盾点,相关环节的变化带来了明确的投资机会。一方面,供需紧张的核心环节包括光芯片、光纤光缆、法拉第旋光片,这类环节的供给紧缺将带来相关产品的涨价机会,同时也带来国产份额提升的契机。另一方面,在行业供需偏紧的背景下,二线光模块厂商的发展机会凸显,这类厂商通过多年的产品送样和客户磨合,叠加自身供应链层面的优势,已经开始在市场份额上实现突破,这一变化将为对应的个股带来市值空间向上的弹性,是当前光通信领域值得挖掘的投资方向。

2、CPO与OCS技术方向对比

技术主导方差异:CPO与OCS均为当前行业新兴技术趋势,二者主导主体存在明显差异,直接影响技术推进节奏与产业链分工逻辑。其中CPO由英伟达、博通等交换机芯片厂商主导,技术推进节奏较为积极激进;OCS则由下游CSP厂商作为核心主导方,带动全产业链升级,落地过程需要上游光模块、光器件厂商配套配合,产业链布局绕过了传统电光交换机供应商,二者主导方属性的差异也决定了后续商业化推广的核心驱动逻辑不同。

应用场景与空间:从应用场景与市场空间来看,CPO覆盖场景远广于OCS:CPO除可在Scale-Out环节替代传统电光交换机外,还可覆盖Scale-Up、后续scale across场景,同时适用于训练集群与推理集群,替代空间充足。其渗透率提升核心取决于自身工程化成熟度、产业链配合下良率提升后的降本速度,当功耗、成本相对传统可插拔光模块具备系统级优势时,渗透率将快速提升。当前普通电光交换机年需求对应约1亿颗光模块,折算为64口交换机约为150万台,以Scale-Out需求为主,CPO应用于Scale-Up环节后将再造等量市场空间,费曼一代落地后将加速渗透,落地拐点需观察费曼一代落地进度。OCS因切换时延为毫秒级,远高于传统电光交换机的微秒级,应用场景局限于训练集群为主的Scale-Up及Scale-Out少数层级,无法完全渗透至推理集群,场景相对受限。当前仅谷歌、Oracle明确下单,需求随谷歌TPU数量线性增长,未来1-2年落地确定性高于CPO,但可展望空间小于CPO,后续增量需观察微软、Meta、英伟达等厂商测试及加单进度。

产业链参与情况:从产业链参与情况来看,两大技术带来光通信产业链价值量重分配,国内A股厂商参与环节各有不同。CPO领域价值量呈现从光模块封装耦合环节向PIC、EIC光引擎半导体封装环节迁移的趋势,国内厂商当前主要参与FAU、MPO连接器、SFF、外置光源等环节,其中天孚为代表的厂商可参与部分PIC环节价值分配,随着集成度提升,现有光模块厂商需加速积累先进半导体封装能力,避免价值量被挤压。OCS领域国内厂商已出现明确订单与参与迹象,主要集中在整机代工与上游部件环节:与微软合作的藤井可参与反三乙晶体、光转置器阵列、环形器中的反算与晶体供应,光迅可供应环形器,德科立可提供光波导整机方案但成熟度有限,旭创、新易盛等厂商2026年已开始推进整机产品,后续将逐步推进送样,带来更多产业增量机会。

3、CPO商业化节奏分析

技术路径与过渡方案:CPO即光电共封装,2026年第一季度相关市场关注度较高。其相较于传统可插拔光模块,将光引擎(OE)封装至交换机内部,缩短OE与ASIC的距离,减少电信号传输损失且省去DSP,具备提升集成度、降低功耗的优势,长期可降低总拥有成本,但当前产业链成熟度较低、良率不足,现阶段成本优势并不明显。目前从可插拔光模块到CPO主要分为两类技术路径:第一类是保留前面板可插拔特性的过渡方案,通过结构设计、液冷技术及材料升级解决散热与空间问题,属于现有可插拔形态的迭代优化:a. LPO直接省去DSP,升级Driver和TIA,功耗与成本有所降低,但传输距离受限,系统兼容性、互操作性弱于传统光模块;b. LRO仅省去接收端DSP,属于传统光模块与LPO的中间形态;c. XPO为2026年2月推出的可插拔光模块优化版本,具备大带宽、原生液冷特性,支持单模块最高400瓦冷板散热,体积更小,面板密度优势突出,但目前暂无公开功耗数据,后续需关注其功耗与成本表现。第二类是将OE封装至交换机内部的路径,核心逻辑为缩短电气传输距离,路径选择核心取决于ASIC芯片迭代趋势及DSP、SerDes通道的发展方向,其中NPO在交换机内部保留OE可插拔特性,OE与ASIC的距离长于CPO,NPO产业链成熟度高于CPO,CPO是明确的长期发展方向,但过渡方案的选择及停留周期尚未确定,且CPO系统相对封闭,解耦需求较强的客户接受度较低。此外还有CPC、Micro LED CPO等受关注的方案,CPC面临铜材局限性及封装难度的挑战,Micro LED CPO走“宽而慢”技术路线,单通道速率低但通道数多,具备低延迟、低功耗特性,但供应链成熟度更低。

不同场景应用分析:关于CPO在Scale-Up与Scale-Out侧的应用差异,SEMI报告数据显示,CPO在Scale-Out侧的功耗优化约2%,总成本优化约3%,该报告据此得出CPO将在Scale-Up侧大规模出货的结论,但推导存在逻辑硬伤:光模块在Scale-Out侧的成本、功耗占比本身较低,因此针对该环节的优化效果自然有限,无法直接论证CPO的落地场景优先级。实际上CPO的潜在市场由纵向市场主导,核心驱动因素包括两方面:一是性能与能效刚需,面对GPU新增的IO需求,CPO可打破ASIC边缘物理密度极限,省去DSP以满足极高带宽的内存互联要求;二是生态适配性,Scale-Out侧客户当前普遍采用可插拔光模块,议价权较强,不愿从开放生态转向封闭生态、弱化自身议价权,而Scale-Up侧客户对解耦需求较低,更愿意接受一体化解决方案,只要方案性能达标、综合成本可控(涵盖采购成本及后续运行的功耗、电费成本),就具备落地可行性,因此Scale-Up侧的商业化潜力更高。

良率与供应链瓶颈:当前CPO商业化推广的核心卡点集中在良率与供应链配套层面:其一,CPO工艺难度高、良率偏低,直接限制了规模化部署的进度,相关高难度器件及核心制造环节的技术突破是量产的核心前提。其二,供应链配套成熟度不足,国内厂商在CPO产业链中的参与呈现明显结构分化:国内厂商主要参与无源器件环节,而ASP较高的高价值环节参与度极低,大多仍处于研发储备或送样阶段,尚未实现规模化落地。整体来看,当前CPO的综合成本优势并不突出,后续商业化进展需要重点关注两类核心要素:一是交换机芯片ASIC、SerDes通道的迭代情况,以及DSP的配套升级进度,这将直接决定是否必须将OE封装至交换机内部,进而影响技术路径的最终选择;二是各技术方案的比较优势,包括产业链成熟度、规模化能力、产业配套完善度等,大客户部署方案时会综合考量需求匹配度、性价比、量产可行性及供应链生态等多重因素,因此CPO的渗透率提升高度依赖上述条件的逐步成熟。

4、CPO结构与核心制造环节

交换机结构拆解:当前行业拆解CPO交换机普遍以英伟达Quantum-X800为参考样本,该类交换机核心器件构成通用性较高,核心器件包括交换机芯片、硅光引擎OE、EO模组、FAU光纤、MPO连接器、shelf box等,不同方案仅在器件配比上存在差异,核心器件类型及摆放逻辑基本一致,国内光模块厂商推出的CPO样机也遵循相同架构逻辑。各核心器件的具体作用已在首篇光模块系列报告中做详细说明,其中对硅光引擎(PIC)相关的调制器、探测器、波导,以及EO模组内CW光源的材料等内容均有覆盖,若需进一步了解器件作用可查阅该报告。

核心器件与材料难点:当前CPO核心器件与材料的技术难点主要集中在调制器及新增高价值器件两类:
a. 调制器技术路线差异:行业主流调制器分为微环调制器(MRM)和马赫-曾德尔调制器(MZM)两类,其中微环调制器性能更优,但生产良率更低、技术难度更高,目前仅英伟达Quantum-X800的PIC调制采用该技术;已商用的800G、1.6T光模块,以及国内厂商推出的CPO样机均以马赫-曾德尔调制为主要技术路线,微环调制应用占比较低。微环调制器的生产由台积电负责,采用直接在PIC表面一步刻蚀的工艺,当前Quantum-X800所用调制器为200级通道,无需涉及抑制集成,核心难点集中在微环调制器本身的生产制造环节。
b. 新增高价值器件:保偏光纤、大功率CW光源为CPO方案的纯增量器件,二者价值量均较高,其中大功率CW光源技术门槛较高,目前国内光芯片厂商已在积极开展研发布局,头部光芯片厂商的市值已包含CPO相关业务的预期。

封装与耦合工艺难点:CPO封装与耦合工艺的技术难点如下:
a. 封装工艺差异与难度:CPO相关封装分为2D、2.5D、3D三类,其中3D封装是指两类器件堆叠集成,2.5D封装是指两类器件布置在同一块基板上,2D封装则是两类器件布置在同一平面。当前英伟达Quantum-X800的硅光引擎(OE)内部采用3D封装,实现PIC与EIC的异构集成,具体为将单独生产的PIC与EIC以倒装焊模式集成,该工艺难度大、良率低,是制约CPO放量的核心因素之一,目前国内厂商暂不具备3D封装能力,仅能实现2.5D封装。而OE与ASIC的封装普遍采用2.5D封装模式,二者在CPO设备内的间距仅为10毫米,工艺难度低于OE内部3D封装但仍会影响整体良率,目前该环节的供应商尚未明确,由于技术门槛相对较低,未来CPO放量后有望外溢至其他设备厂商承接。
b. 光纤耦合工艺特点:CPO的光纤耦合工序与当前可插拔光模块的耦合工序差异较小,仅新增激光器到PIC之间的保偏光纤耦合环节,增量规模有限,但CPO的光纤需封装在交换机内部,与可插拔光模块在前面板耦合的逻辑不同,技术难度有所提升。同时当前可插拔光模块的耦合工序多采用人工完成,CPO耦合未来将转向机器自动化生产,带来相关设备的增量需求。

5、CPO投资逻辑与标的梳理

核心受益标的梳理:目前市场挖掘的CPO相关标的较为统一,主要包括天孚、罗博、至尚、聚光、华旭电子、大光等,其中大光已在布局CPO相关业务。当前A股市场参与CPO相关环节的企业,所涉及的环节壁垒与价值量均较低。CPO交换机目前处于产业初期,整体订单规模较小,核心供应链环节由台湾企业主导,因此CPO板块整体验证难度较高。

板块选股逻辑:CPO板块选股核心关注三大方向:
a.0~1的增量环节,包括CPO测试设备,CPO测试需要全检,此前的测试均为抽样检测,测试需求有明显提升;除此之外还包括保偏光纤、先进封装、交换机内部的光纤耦合等环节;
b.格局较好的环节,这类环节要求壁垒高、价值量高,具体包括OE领域的PIC和eek生产、OE内部封装、大功率CW光源等;
c.存量资源复用环节,这类企业能够利用原有资源进行拓客、拓展产品,多为A股相关头部公司,例如天孚目前供应可插拔产品,可将原有供应能力平移至CPO相关的FAU等产品;源杰未来也有望供应300毫瓦的CPO光源。

上游材料投资机会:当前市场普遍认为可插拔光模块与CPO属于此消彼长的对抗关系,若CPO预期下行,资金会偏向可插拔光模块;若CPO出现利好,可插拔光模块板块则会下跌。针对这一认知,可重点关注不受两类技术路径更迭影响的确定性方向,将视线向上游材料端延伸。首先可关注磷化铟材料,该材料用于生产激光器,是光通信场景发光环节的核心材料,无论光通信技术如何迭代,无论是采用可插拔光模块、LPO、LRO、NPO、CPO还是OCS技术路径,都需要发光部件,因此磷化铟的需求不受技术路径更迭的影响。同时,磷化铟一直用于外置光源生产,CPO方案中由于光源功率较大,均采用外置设计,因此磷化铟不存在异质集成的相关问题,投资确定性更高。其次可关注硼钼磷酸锂材料,该材料是未来单通道调制器速率迭代的潜在方向,但除材料本身外,还需要重点关注其异质集成良率问题,磷化铟的确定性较硼钼磷酸锂更高。


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