AI算力需求的爆发正推动光通信技术进入新一轮代际更替。中银证券《通信行业2025年度策略》报告显示，英伟达Quantum-X800 InfiniBand交换机已配备144个800Gb/s端口，预计2026年Spectrum-X1600对应光模块端口速率升级至1.6T。台积电COUPE（紧凑型通用光学引擎）三维光子堆叠技术分三阶段演进，目标是使光学连接更接近处理器。CPO（共封装光学）通过缩短光信号与计算单元间的电学互连长度，有望解决传统光模块在高速传输中的信号损耗难题。本文从技术演进、产业进展、投资方向三个维度，解析CPO光互联技术的未来前景。
高速传输瓶颈倒逼技术变革，CPO成解决信号损耗的关键路径
随着数据中心传输速率从400G向800G、1.6T不断攀升，传统光模块的信号损耗问题日益突出。传统光模块独立于交换芯片之外，通过铜缆或光纤与其他电子组件相连，在高速信号传输过程中产生较大信号损耗。由于光模块在交换芯片之外，电学互连走线较长，表现出明显的寄生效应，存在信号完整性问题，且模块体积大、互连密度低，已无法满足大带宽、高传输速率和日益增长的算力需求。CPO主要通过采用硅通孔、重布线、倒装、凸点、引线键合等封装技术，将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上，形成芯片和模组的共封装。在CPO技术中，光学组件直接封装在交换机芯片旁边，进一步缩短光信号输入和运算单元之间的电学互连长度，提高光模块和ASIC芯片之间的互连密度，提升信号完整性，支持更高带宽，是解决未来大数据运算处理中海量数据高速传输问题的重要技术途径。
台积电COUPE三阶段路线图——从可插拔到共封装再到光子贴近处理器
台积电在2023年年报中披露正在开发COUPE三维立体光子堆叠技术。COUPE采用SoIC-X芯片堆叠先进封装，将电路控制芯片叠放在硅光子芯片顶部，整合为单芯片光引擎，实现最低阻抗和更优能效。台积电规划了清晰的三阶段演进路径：第一代COUPE集成到运行速度为1.6Tb/s的OSFP可插拔基板，直接面向当前最紧迫的1.6T光模块需求；第二代COUPE以CPO形式集成到CoWoS封装中，将光引擎从可插拔模块转向与芯片共封装；第三代COUPE使光学连接更接近处理器本身，实现最高集成度和最短互连距离。COUPE采用SoIC-X无凸点键合技术，实现更高的集成密度和更佳运行性能。台积电的COUPE路线图表明，CPO并非一蹴而就的技术革命，而是从“可插拔光模块”向“共封装光学”逐步演进的过程，2025-2027年将是CPO从概念走向产业化的关键窗口。
台积电CPO三阶段演进路线| 阶段 | 目标 | 集成方式 |
|---|
| 第一代 | 集成到1.6Tb/s OSFP可插拔基板 | 可插拔光模块 |
| 第二代 | 以CPO形式集成到CoWoS封装 | 共封装光学 |
| 第三代 | 使光学连接更接近处理器 | 光子贴近计算单元 |
海外龙头领跑CPO量产，国内企业加速追赶但仍有差距
国外龙头企业在CPO领域已率先实现量产。英特尔、博通、美满科技等行业内龙头企业均已推出多款基于CPO技术的量产产品，并积极推进CPO技术标准化，技术标准体系逐步形成，产业链不断成熟。博通是CPO领域最具代表性的企业之一，已推出多款CPO交换机产品，将光引擎与交换芯片共封装。美满科技同样在CPO领域积极布局。与国外相比，国内企业普遍较晚进入CPO领域，在产品开发进度及技术研究方面存在明显差距。光迅科技在CPO核心封装技术方面有技术储备，包括光电共封装技术、高密度连接技术、光源技术等。中际旭创发布的大功率激光器主要适用于CPO模块。华工科技2024年推出800G LPO硅光光模块及1.6T硅光光模块产品，采用自研硅光芯片，已在海外头部客户加快测试。新易盛通过对境外参股公司的收购提升硅光芯片研发能力。但目前国内尚无CPO相关产品推向市场，主要产品还集中在400G、800G硅光模块领域。国内CPO企业要缩小与国际龙头的差距，需要在硅光集成、封装工艺、标准化等方面持续突破。
CPO产业链不断完善，光模块向高速率演进仍是确定性趋势
CPO产业链已初步覆盖前沿技术研究机构、设计工具提供商、光引擎/光模块供应商、硅光Foundry、IT企业、系统设备商（CPO封装）、用户等各个环节。英伟达在2025财年财报中报告了包括光互联在内的人工智能硬件销售的大幅增长，谷歌与多家云计算公司加大了对AI集群的投资。目前400G和800G的光模块组件已出现供不应求的情况。展望2025年，光模块行业高速率产品需求依旧坚挺，1.6T、硅光、LPO、CPO等新技术渗透率提升将带来产业新机遇。国产光芯片有望迎来历史发展窗口期。建议关注光模块行业具备高技术门槛及份额优势的中际旭创、新易盛、天孚通信、华工科技、源杰科技、长光华芯等，光学元器件关注太辰光、天孚通信；以太网交换机产业链关注盛科通信、裕太微、锐捷网络、菲菱科思等；算力网络光器件关注凌云光、光迅科技等。
