光引擎和外置激光源（ELS）是CPO交换机的核心光电转换器件，也是CPO产业链中价值量最大的环节。国信证券研究报告指出，光引擎负责将交换芯片出口电信号转换为光信号，ELS光源为光引擎提供激励光源。根据测算，2029年光引擎+ELS光源市场空间超90亿美元，占CPO器件总市场（超130亿美元）的70%。天孚通信作为英伟达CPO光引擎独家供应商（800G/1.6T硅光光引擎），充分受益于英伟达CPO交换机放量。国内光源芯片领域，源杰科技CW光源50mW已实现销售、100mW逐步送样，长光华芯发布100mW CW DFB大功率芯片可支持1拖8架构，国产替代进程加速。光引擎和ELS光源作为CPO技术的核心器件，有望在产业链中率先放量。
光引擎——电光转换的核心器件
光引擎是光电转换功能中负责光信号处理的核心部件，在CPO交换机中承担将交换芯片电信号转换为光信号的关键任务。光引擎主要分为基于硅光和基于VCSEL的技术路线。基于硅芯片的光引擎因集成度高、CMOS工艺兼容成为主流。硅光集成方案以硅及硅基衬底为基础，借助CMOS工艺开发集成，融合集成电路与光子技术优势，具备高集成度、高速率、低功耗潜力等优点，适用于超大规模数据中心、AI集群的高速通信需求。VCSEL光引擎方案以III-V材料为衬底，使用VCSEL阵列技术集成，在800G及以下速率市场凭借成本和功耗优势占据重要份额。在CPO趋势下，光引擎使用量大幅增加——以51.2T CPO交换机为例，需配置16个3.2T光引擎（或8个6.4T光引擎）；英伟达Quantum 3400（115.2T）需36个3.2T光引擎。光引擎在3.2T速率时代将成为CPO交换机的标配器件。
ELS光源——外置激光源的演进趋势
外部激光源（ELS）发射的激光经调制后，携带电信号转化的光信号通过光纤实现高速传输。ELS分为内置和外置两种方案，外置方案通过优化设计和采用新型插芯等技术提高设备集成度。ELS外置趋势是朝着更高集成度、高速率、更小型化以及更便捷维护的方向发展。CW光源扩大功率以提升分支比，可降低激光器用量，进一步减少成本。产业目前在400G DR4/800G DR8硅光方案采用70mW CW光源，分支比1:2（400G用2个CW、800G用4个CW）。后续趋势来看，分支比扩大能够减少激光器用量、降低成本。理论测算显示，DR4方案中ELS总输出功率需18.5dBm（约70mW），经内部光接口、保偏光纤耦合等损耗后，到达发射端输出约0.6dBm。随着分支比从1:2向1:4、1:8、1:16演进，激光器功率需求从12.5dBm逐步提升至25dBm，单颗高功率光源可服务更多通道。新华三CPO交换机采用新型PELS直通型外置光源，使51.2T CPO交换机最低降至1U高度，连接器可独立拆卸更换，方便清洁维护。
国产光源芯片——源杰科技与长光华芯的突破
国产ELS光源芯片正加速追赶国际先进水平。源杰科技：聚焦光芯片领域，10G、25G激光器芯片系列产品出货量国内排名第一。CW光源方面，早期50mW大功率硅光激光器已实现销售，100mW大功率硅光激光器逐步向客户送样。100G PAM4 EML正在客户端测试，200G PAM4 EML研发中。数据中心各类芯片布局覆盖10G CWDM4 DFB、25G LWDM4 DFB、50G CWDM4 PAM4 DFB、100G CWDM4 PAM4 EML、200G CWDM4 PAM4 EML，以及CW25mW/50mW/70mW/100mW/150mW全系列。2024年营收2.52亿元（+74.63%），高速率光芯片布局有望对收入产生积极贡献。长光华芯：2023年底发布100mW CW DFB大功率光通信激光芯片，100mW输出功率可为硅光PIC芯片性能提升预留空间，如PIC芯片优化后1颗光源实现1拖8架构。公司已建成覆盖芯片设计、外延生长、晶圆处理、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等IDM全流程工艺平台，10G EML、100mW CW DFB、50G PAM4 VCSEL等产品已送样验证和部分批量供应。
光引擎封装与模组供应商——天孚通信龙头地位
天孚通信是光通信精密元器件一站式解决方案提供商，在CPO光引擎领域占据龙头地位。天孚通信2021年研发激光芯片集成高速光引擎（适用于CPO方案），2023年OFC展示1.6T/800G光模块配套光引擎产品，2024年OFC展示Mux TOSA、Demux POSA等光引擎产品及解决方案，项目进入可靠性验证阶段。公司2024年度预计净利润12.55-14.01亿元（+72%-92%），作为英伟达CPO光引擎独家供应商（800G技术时期成为英伟达独家供应商，2023年9月1.6T硅光光引擎用于CPO封装），充分受益于英伟达CPO交换机放量。在2025年OFC展会上，天孚通信将携面向CPO和1.6T模块应用的FAU组件、高速光引擎产品及相关封装方案亮相。光引擎模组环节中，中际旭创（全球光模块龙头）预研CPO技术，新易盛已发布LPO技术光模块并全面布局CPO，光迅科技2023年发布支持3.2T CPO光引擎的自研光源模块。光引擎和ELS光源作为CPO技术的核心器件，有望在产业链中率先放量。
表：CPO光引擎与ELS光源市场空间测算| 器件 | 2025E | 2026E | 2027E | 2028E | 2029E |
|---|
| 光引擎出货量（千，等效3.2T） | 22.5 | 92.5 | 650 | 4,475 | 14,850 |
| 光引擎ASP（美元/3.2T） | 1000 | 800 | 680 | 612 | 551 |
| 光引擎市场（亿美元） | 0.2 | 0.7 | 4.4 | 27.4 | 81.8 |
| ELS光源出货量（千） | 11.3 | 46.3 | 325 | 2,238 | 7,425 |
| ELS光源ASP（美元） | 150 | 120 | 102 | 92 | 83 |
| ELS光源市场（亿美元） | 0.0 | 0.1 | 0.7 | 4.1 | 12.3 |
