硅光光引擎是CPO技术的核心，也是当前CPO主流方案的技术基石。开源证券报告指出，硅基光电子具有和CMOS微电子工艺兼容的优势，是实现光电子和微电子集成的最佳方案。据Lightcounting预测，硅光光模块市场份额有望从2022年24%增至2028年44%，硅光收发器2027年市场规模有望达54.13亿美元（含CPO光引擎2.59亿美元）。Broadcom TH5-Bailly采用SiPh PIC+7nm CMOS EIC+FOWLP架构，TSMC推出COUPE平台规划2025年1.6T量产。硅光技术正从学术研究走向大规模产业化。
硅光技术：CMOS兼容驱动光电子集成
硅光技术是基于硅和硅基衬底材料，利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光结合了集成电路的超大规模制造精度和光子技术超高速率、超低功耗的优势，主要具有高集成度、高速率、低成本等优点。
在硅光的光子集成回路（PIC）中，核心器件包括激光器（电信号转光信号）、光调制器（提升光信号带宽）、光探测器（光信号转电信号）、（解）复用器件（波长合并/分开）、光波导（硅基传输）、光栅耦合器（与光纤对准）。硅光技术目前面临片上光源、波导损耗、光学耦合、温度影响等挑战。
据Lightcounting预测，使用硅光的光模块市场份额将从2022年24%增加到2028年44%。据Yole预测，硅光收发器2022年市场规模约14.85亿美元，2027年有望达54.13亿美元，其中CPO光引擎市场规模有望达2.59亿美元。
硅光光引擎技术路径：调制器、耦合器、封装集成
硅光调制器是完成电信号到光信号转换的关键器件。目前硅基调制器3dB带宽可达67GHz以上，支持单波200Gbit/s以上速率。MZM工作带宽全带宽但尺寸较大；微环调制器尺寸小、能耗低适合波分复用系统；布拉格光栅调制器单模谐振、信道间不易串扰。
硅基波导光学耦合是封装关键技术，端面耦合损耗小、光学带宽大但工艺难度大；光栅耦合器尺寸小、对准容差大可任意放置，但偏振敏感、插入损耗大。
光引擎集成方面，2.5D封装将EIC和PIC倒装在中介层（Interposer）上，包括硅基Interposer（布线密度高、成本也高）、有机Interposer（成本低）、玻璃Interposer（热匹配好、生态系统尚不成熟）、EMIB（英特尔方案）等。3D封装将光电芯片垂直互连，实现更短互连距离、更高集成度和更低功耗，是目前研究热点。
龙头厂商深度布局：Broadcom、TSMC、Intel引领
Broadcom TH5-Bailly采用SiPh PIC+7nm CMOS EIC+FOWLP架构。PIC上已集成光学MUX/DEMUX，全CMOS EIC包含低功耗TIA及Driver，PIC与EIC基于FOWLP工艺互连，通过带有FAU连接器的光纤组件与前面板连接，外置可插拔激光器（PLS）。与可插拔方案相比，CPO使光互连功耗降低70%、硅面积效率提高8倍、整机功耗降低约30%。
TSMC推出COUPE（紧凑型通用光子引擎）平台，采用SoIC-X封装技术将EIC堆叠在PIC上。COUPE分三阶段：2025年第一代1.6Tbps可插拔设备；2026年第二代6.4Tbps主板级光学互连（功耗第一代50%以下、延迟10%以下）；第三代目标12.8Tbps集成到处理器封装。
Intel 2024年公布CPO最新进展，信号传输速率达4×64Gb/s，功耗仅1.3pJ/bit。Intel与Ayar Labs合作，在Supercomputing 2023展示将2颗4Tb/s TeraPHY OIO chiplet嵌入FPGA。
硅光产业机会：产业链加速构建
硅光技术产业仍在发展，产业链不断构建，已覆盖前沿技术研究机构、设计工具提供商、器件芯片模块商、Foundry、IT企业、系统设备商、用户等各环节。硅光子技术发展模式包括国家项目支持（美国AIM Photonics）、IT巨头长期投入（Intel/IBM）、初创公司被大企业并购（Acacia/Luxtera）、新崛起的初创公司（SiFotonics）等。
国内企业积极布局：中际旭创推出搭载自研硅光芯片的400G/800G硅光光模块；新易盛400G/800G硅光模块量产，1.6T完成开发；华工科技推出1.6T-200G/λ高速硅光光模块方案；源杰科技推出硅光大功率激光器；罗博特科正收购ficonTEC进入光模块设备领域。
硅光收发器市场规模预测| 预测机构 | 2022年 | 2027年预测 | CAGR |
|---|
| Yole（硅光收发器） | 14.85亿美元 | 54.13亿美元 | 约30% |
| Yole（CPO光引擎） | — | 2.59亿美元 | — |
| Lightcounting（硅光份额） | 24% | 44% | — |
