AI算力集群的扩张正在重塑光互联产业链的价值分布。深度研报显示，光引擎作为CPO系统的核心，价值量占比通常达30%-50%，硅光芯片占比约20%-30%。博通51.2T CPO交换机已实现量产交付，英伟达115.2T CPO交换机于2025年下半年上市。光引擎、ELS光源、无源器件、先进封装等环节正在成为AI光互联产业链的核心投资方向。
AI算力集群扩张驱动光互联技术代际升级
AI训练集群的规模正在从万卡级向十万卡级甚至百万卡级扩张，对数据中心内部互联带宽提出了前所未有的要求。根据LightCounting数据，800G/1.6T光模块与AOC加上CPO出货将从2022年不到百万件增长至2027年超过1500万件，其中CPO渗透率将从2024年开始快速提升。全球TOP5云厂商在以太网光收发模块上的支出将由2020年的14亿美元增长到2026年的超过30亿美元。
在速率方面，光模块正加速向1.6T、3.2T演进，迭代周期不断缩短。2025年1.6T光模块开始批量出货，谷歌计划在4-5年后开始部署1.6T模块。随着交互速率及训练集群规模的提升，业界对功耗、散热、成本提出了更高要求，系统互联互通的方式需要不断优化，以实现更高的能效比和更紧凑的封装设计。
CPO作为光互联的长期演进方向，正在从技术验证阶段迈入规模化部署初期。Lightcounting预测，3.2T的CPO端口预计在2029年将超过1000万个。2027年，CPO端口在800G和1.6T出货总数中占比接近30%。随着全球云厂商对AI算力需求的激增，CPO已从技术验证阶段迈入规模化部署初期，产业链各环节迎来发展拐点。
CPO产业链核心环节价值量分布| 产业链环节 | 价值量占比 | 核心功能 |
|---|
| 光引擎 | 30%-50% | 光电转换核心，技术壁垒最高 |
| 硅光芯片 | 20%-30% | 光子集成关键 |
| ELS外置光源 | 10%-15% | 提供CW激光光源 |
| 无源器件（FAU/MPO等） | 10%-15% | 光纤连接与信号路由 |
| 封装与测试 | 5%-10% | 先进封装工艺 |
光引擎：CPO价值量最高的核心环节
光引擎是整个CPO系统中负责光电转换的核心有源器件，通过2D、2.5D或3D封装的形式，将PIC光芯片与EIC电芯片封装在一起。在CPO系统里，光引擎的价值量占比通常达30%-50%，是技术壁垒最高的部分。光引擎中除了硅光芯片还需要FAU等无源器件，对厂商的综合能力要求极高。
2D封装将PIC和EIC水平并列在PCB上，通过引线键合或倒装芯片连接，灵活性高、成本效益好，但PIC及EIC的电互联较长，高频信号会发生明显衰减。2.5D封装将PIC与EIC倒装在中介层上，通过中介层金属实现互联，是一种较为折中的方案，在性能、成本与制造周期之间取得了平衡。3D封装通过TSV、Bumping、RDL等先进半导体封装技术，将PIC直接作为中介层，EIC垂直互联，实现更短距离、更高气密性、更高频性能及更低功耗，但实现难度也更大。
国内光引擎领域的核心供应商包括天孚通信、中际旭创等。天孚通信的800G光引擎已平稳量产，“面向5G及数据中心的高速光引擎建设项目”业务进展平稳，下一代速率产品正配合客户加快提产进程。中际旭创在硅光芯片设计研发和技术储备方面已取得显著进展，已具备一定技术基础研发CPO相关产品。
ELS光源与无源器件：增量市场的确定性机会
ELS（External Laser Source，外置激光光源）是当前CPO主流光源方案。现阶段的CPO交换机将激光源与PIC分离成一个独立模块，外置激光光源可插拔，后期维护简单、灵活。ELS内部由若干个CW激光器芯片组成，博通已推出800mW CWDM激光模块产品。CW-DFB光源也是当前硅光芯片主流方案，随着CPO的发展，ELS的需求有望得到提升。光通信速率需求的不断提升使硅光芯片的通道数随之增长，CW光源需求量有望得到进一步发展。
无源器件方面，相较于传统可插拔光模块方案，CPO方案在交换机内部引入了额外的光纤及连接器。主要包括PM保偏光纤（使光在光纤中仅沿着一个偏振方向传播以保证信号稳定性）、FAU光纤阵列器件、光纤连接器（如MPO/MT/扩束连接器等），以及根据光纤整理方案不同可能涉及的Fiber Shuffle等无源产品。康宁等厂商已展示FAU光纤阵列器件产品。高芯数的MPO（如16芯MPO）可以有效缩减前面板所需端口数量。
国内光芯片厂商源杰科技在CW光源领域已实现突破，上半年CW光源产品已经开始批量交付，100G PAM4 EML在配合客户进行产品测试。仕佳光子作为国内领先的光芯片厂商，在硅光用高功率CW DFB激光器的性能指标上取得突破，已实现小批量销售。
先进封装与交换机：产业链价值重构的关键节点
CPO技术涉及大量先进半导体工艺及封装方案，包括TSV、TGV、多层高密度互连基板、Bumping和芯片堆叠等先进封装中的关键技术。Interposer作为2.5D封装电气互连基础，根据材质不同可分为硅基、玻璃、有机Interposer，相关产品供应商将得到市场关注。随着CPO技术逐步落地，国内厂商有望直接获得相关份额，或与国内光引擎厂商合作，通过光引擎的封装及测试代工切入CPO产业链条。
交换机与交换芯片环节同样受益于CPO趋势。CPO作为高速交换机方案之一，随着AIGC发展，交换机产业链有望长期受益。博通正在尝试将CPO技术从交换机进一步拓展到算力芯片，CPO可以实现更大规模的扩展域。英伟达同时布局交换机侧及GPU侧CPO，通过战略投资Ayar Labs、TSMC构建硅光平台、芯片共封装能力，计划2025年左右通过CPO技术实现GPU芯片与NVSwitch芯片之间的光连接。
国内交换机厂商也在积极跟进。新华三已发布800G CPO硅光数据中心交换机，锐捷网络发布了51.2Tbit/s的CPO交换机。光通信上下游产业链厂商如联特科技、锐捷网络、中际旭创、新易盛、光迅科技、德科立、仕佳光子、亨通光电、剑桥科技、博创科技等多家企业纷纷布局CPO相关技术研发或业务。
