研报精华-CPO技术深度：供需格局、发展趋势、产业链及相关公司深度梳理

CPO技术内涵与核心优势

共封装光学（Co-Packaged Optics, CPO）是一种将光引擎与交换ASIC芯片通过高密度互连集成于同一封装载体内的先进架构。该技术通过将光引擎紧邻ASIC封装，显著缩短高速电接口（如SerDes）的传输距离，实现芯片间及设备间的短距光互连。CPO方案省去了传统架构中复杂的射频走线及Redriver/Retimer等中继器件，从而显著降低功耗与系统成本，实现更高的集成度与带宽密度。

在Scale-Up层面，CPO旨在解决节点内GPU互联的物理限制。传统铜缆在200Gbps/lane及以上速率时，传输距离受限且功耗高。CPO通过光电深度融合，将能效提升至接近大规模商用临界点，打破机箱边界，实现跨机柜的低延迟统一内存访问。在Scale-Out层面，CPO通过光引擎与交换ASIC的共封装，助力突破51.2T+交换机的带宽与能效瓶颈，大幅提升叶脊网络的互联密度，支撑AI Fabric的大规模节点间通信。

从性能维度看，CPO是业界公认的“终极方案”。其核心是通过2.5D/3D先进封装技术，将负责光电转换的光引擎与交换机ASIC芯片集成于同一基板或中介层上，把传统可插拔方案中100毫米以上的电信号传输路径缩短至毫米级别。这种架构彻底消除了PCB走线带来的信号损耗，可省去高功耗的DSP芯片，功耗相比传统方案降低30%-50%，同时实现纳秒级超低延迟和单通道3.2T+的带宽密度。

光互联技术演进路径：从可插拔到共封装

行业技术演进呈现从传统可插拔光模块、LPO线性可插拔、NPO近封装光学向CPO共封装光学演进的趋势。传统可插拔光模块具有灵活性与可维护性优势，但随着速率提升，其内部的数字信号处理器（DSP）导致功耗高、延迟大及带宽瓶颈等问题日益凸显。

LPO（Linear Pluggable Optics）作为过渡方案，通过移除光模块里最耗电的DSP，使模块功耗从15-18W降至7-9W，延迟降低约75%，成本节约20-40%，并保留了可插拔形态。然而，LPO并未改变电信号长距离传输的物理路径，在高传输速率下难以保持信号完整性。

NPO（Near Packaged Optics）属于2.5D近封装光学架构，借助高密度互联技术将光引擎与交换机主控芯片紧密集成，缩短了光电转换点与交换芯片之间的电气距离。NPO兼顾了成熟生态、成本与运维优势，是衔接传统可插拔光模块与CPO的重要技术路线。当前行业正从传统可插拔光模块，经由NPO逐步向CPO演进。

CPO作为最高级别的集成技术，分为A型（2.5D封装）、B型（先进2.5D芯片封装）和C型（3D封装）。随着英伟达、博通等芯片巨头推动量产，以及台积电COUPE等封装平台成熟，CPO将在超大规模AI集群中确立核心地位。特别是当单端口速率突破3.2T时，CPO的功耗优势将变得不可替代。

供需格局分析：需求爆发与供给成熟

需求端方面，AI发展促使网络互联密度、速率持续提升。模型参数增加导致训练算力消耗达到10^25FLOP数量级，推理端应用爆发进一步带动算力和网络需求。根据Semianalysis测算，在大规模组网当中，CPO的功耗节约显著，在3层网络的集群当中，总的网络功耗可以降低23%。此外，转向CPO可有效降低成本，对于3层网络的GB300 NVL72机柜，采用CPO方案后可比传统DSP光模块方案降低21%的网络成本。

供给端方面，博通、英伟达、Marvell等主要交换芯片厂商已加速推出CPO交换芯片。博通先后发布了25.6T、51.2T及102.4T CPO交换芯片；英伟达推出了包括Infiniband与以太网通信协议的CPO交换机，预计于2026年初上市；Marvell也推出了基于Teralynx 10交换芯片的51.2T CPO方案。相关测试数据显示，目前CPO交换机已具备较高稳定性，平均故障间隔时间明显下降，有望保障渗透率提升。

市场应用前景与产能瓶颈

由于服务器在总功耗和总成本中占据主导份额，业界共识CPO将率先在AI集群Scale-up网络大规模落地。在Scale-out侧，用CPO替代传统可插拔光模块方案对成本和功耗的影响较小，但在Scale-up场景下，面对GPU激增的I/O需求，CPO能打破ASIC边缘物理密度极限，满足极高带宽的内存互联要求。

然而，现阶段良率和规模化仍制约CPO渗透率提升。一方面，CPO工艺难度高，涉及大功率CW光源、保偏光纤、PIC微环调制器等关键器件，以及PIC和EIC的3D封装、光纤耦合等高难度环节，导致产品整体良率较低。另一方面，供应链配套不成熟，行业标准仍在博弈，不同厂商的芯片、光源和封装方案难以实现即插即用，且具备成熟光电融合工艺的代工厂及高精度光电测试设备较为稀缺。

产业影响与核心挑战

CPO技术路径对产业产生深远影响。首先，制造复杂度增加，需经历五层测试插入点（PIC晶圆级→EIC+PIC键合晶圆级→单颗光引擎级→ATE封装终测→SLT系统级），远复杂于传统可插拔模块。其次，设备产业链重塑，耦合精度要求跃升至数十纳米级别，测试体系层级成倍增加，贴片环节向混合键合演进。行业从单一设备供应向整线集成方案转型，能够在多个核心环节同时布局的设备供应商竞争力将显著增强。

尽管前景广阔，CPO仍面临四大核心挑战：一是灵活性缺失与生态锁定，光引擎与ASIC深度集成削弱了系统灵活性，且缺乏统一的认证标准体系；二是异质集成热管理难，高功耗交换芯片产生的热量易导致光子集成电路发生波长漂移与性能劣化；三是测试困境与良率瓶颈，系统集成指数级放大良率损失，任一元件失效都可能导致整个昂贵模组报废；四是技术迭代周期错配，光模块迭代速度加快至约2年，而CPO一旦部署难以单独升级光学部分，推高了全生命周期TCO。

产业链结构与相关企业动态

CPO产业链呈现海外领跑、国内加速追赶的市场格局。海外以博通、英伟达为核心，主导行业标准制定；国内市场中，中际旭创、新易盛、天孚通信构成第一梯队，在1.6T CPO模块及光引擎领域具备突出竞争力。

罗博特科通过收购ficonTEC，实现了CPO测试环节从Insertion2到Insertion4的全流程设备覆盖，并在OCS和可插拔等多线发力，光电子及半导体业务板块营收大幅增长。联讯仪器作为国内高端测试仪器企业，其面向1.6T的高速测试设备已批量供货，并深度卡位光互联/CPO全链条测试。天孚通信在1.6T光引擎和FAU、ELS等CPO配套产品上具备较强竞争力，已实现稳定量产交付。源杰科技受益于光模块出货量激增拉动光芯片需求，其大功率CW激光器产品正推进验证。天准科技则在CPO检测设备领域取得实质性商业化突破，获得工业富联首批小批量订单。

发展趋势展望

当下CPO已成为光模块行业确定趋势。LightCounting预测，CPO市场2027年有望突破50亿美元，2030年增长至150亿美元。2023-2026年为技术导入期，2027年起进入大规模放量阶段。随着海外巨头技术演进全面提速，CPO产业节奏有望较27年预期提前。未来数据中心光互联架构将从单一路线走向“OCS、CPO、可插拔光模块”三路线并存的分层协同发展体系，为新一代高效算力网络奠定基础。