CPO产业化加速,测试耦合与先进封装设备迎增量空间

  • 来源:华源证券
  • 发布时间:2026/08/17
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光模块设备行业产业链梳理(二):工序增、精度升,CPO有望打开光电设备新空间.pdf

AI基础设施的瓶颈正从算力转向连接能力,传统可插拔光模块在功耗和信号传输速率方面面临巨大压力。共封装光学(CPO)通过将光引擎靠近交换ASIC,缩短电互连路径,显著降低功耗并突破电信号传输瓶颈,成为AI交换机的重要演进方向。据YoleGroup预测,2024-2030年CPO光引擎出货量CAGR约176%,市场规模CAGR约137%。CPO量产推动光模块制造体系从传统“模块级封装测试”向“晶圆厂+OSAT”升级。相比传统流程,CPO在硅光子晶圆制备基础上引入激光器芯片集成、光纤耦合/装配、电热协同封装和光电联合测试校准等环节,制造复杂度远超传统光模块。每个环节都需要微米级甚至纳米级精度的专用设...

AI集群演进驱动光互连架构变革

随着人工智能算力需求的爆发式增长,数据中心内部的数据交换规模持续扩张。传统可插拔光模块在应对更高带宽密度时,面临着功耗激增和信号传输损耗的双重挑战。交换芯片、SerDes以及光模块产生的热量和能耗随速率提升而显著增加,导致电信号在长距离PCB走线上的传输瓶颈日益凸显。在此背景下,光互连架构正经历从可插拔向近封装光学(NPO)及共封装光学(CPO)的演进。

CPO技术通过将光引擎直接集成在交换ASIC芯片附近,大幅缩短了电互连距离,从而降低高频线路损耗及对信号完整性器件的依赖。这种架构不仅突破了电信号传输的物理极限,还显著降低了系统整体功耗。据行业研究机构预测,未来几年CPO光引擎出货量将保持高速增长态势,成为AI交换机的重要演进方向。NPO作为过渡方案,虽仍保留部分可插拔特性,但已初步实现光电转换位置的靠近,为最终迈向CPO奠定了基础。

CPO制造体系重构与设备需求升级

CPO技术的引入彻底改变了传统光模块的制造逻辑。传统光模块生产主要集中在模块级的封装与测试,工艺相对标准化。而CPO量产推动制造体系向“晶圆厂+OSAT”模式升级,供应链价值重心向半导体制造与先进封装环节转移。CPO制造涉及硅光子晶圆制备、激光器芯片集成、光纤耦合装配、电热协同封装以及光电联合测试校准等多个复杂环节。

相比传统流程,CPO对制造精度的要求提升至微米甚至纳米级。从光子晶圆测试、芯片键合到光引擎装配,每个步骤都需要专用的高精度设备支持。特别是多芯片异构集成技术,要求贴装精度达到亚微米级别,并引入TCB热压键合、倒装等新工艺。此外,光纤阵列单元(FAU)的高密度耦合也成为量产难点,通道数的增加和间距的缩小对耦合设备的对准精度和良率控制提出了极高要求。

测试与耦合环节率先受益国产化机遇

在CPO产业链中,测试和耦合环节因技术壁垒高、设备价值量大,有望成为产业化最先受益的领域。CPO测试贯穿晶圆级、晶粒级、光引擎级及模组级四个阶段,涵盖直流电性、光学参数及高速信号交互等多维度指标。由于行业标准尚未统一,且光学探针需进行纳米级精密对准,自动化测试设备的需求迫切。目前,全球CPO测试市场主要由海外企业主导,但国内厂商正逐步切入关键工艺环节。

在光学组装及耦合方面,国内企业通过自主研发或国际合作,已在3D光子引线键合、微组装设备等领域取得突破。部分头部设备商已向国际主流晶圆厂交付适用于CPO封装的微组装设备,并在特定测试环节占据市场地位。随着海外客户验证的推进,具备技术迁移能力和核心工艺突破的设备厂商,有望分享产业放量带来的红利。

设备厂商布局与投资主线梳理

面对CPO制造体系的重构,设备厂商的投资逻辑从传统的模块化生产转向先进制造升级。建议围绕测试、光学耦合及先进封装三条主线关注相关设备企业。在测试环节,重点关注具备光芯片KGD分选、硅光晶圆测试及模组级光电测试能力的公司;在光学组装及耦合环节,关注拥有高精度微组装、3D光子引线键合技术的企业;在先进封装环节,则聚焦于掌握TCB热压键合等核心工艺的设备供应商。

同时,部分在传统光模块设备领域具备深厚积累的公司,凭借在贴片、耦合、AOI检测等方面的技术迁移能力,也有望在CPO时代获得新的增长点。随着NVIDIA、Broadcom等头部厂商推动CPO产品从概念验证走向规模化量产,上游设备订单有望提前释放,带动相关公司估值中枢的提升。然而,投资者也需警惕产业化进度不及预期、技术路线变更及国产设备验证周期延长等潜在风险。

编辑:流星雨
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