国信通信·行业专题报告数据中心互联技术专题一：AI变革推动CPO技术商业化加速

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投资评级：优于大市（维持评级）

证券分析师：袁文翀
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yuanwenchong@guosen.com.cn
S0980523110003
证券分析师：詹浏洋
010-88005307
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S0980524060001

光电共封装CPO(Co-packaged Optics)是一种在数据中心互连领域应用的光电集成技术，目前主要用在交换机接口中。通过将交换芯片和光器件共同装配在同一个插槽上，使得光信号和电信号在同一芯片上进行转换和处理，该技术缩短了芯片和模块之间的走线距离，最大程度地减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，也在传输速率提高的同时大大缩减功耗，行业头部企业博通（Broadcom）和扇港（SENKO）均分析过CPO技术可助力交换机整体系统减少功耗25%-30%。

在本轮AIGC革命的驱动下，CPO技术产业化进程继续加速。全球互联网云厂持续加大AI资本投入，CPO作为数据中心网络互联中降本降功耗的优选技术，备受全球各大通信电子头部企业关注。博通自上一代25.6T交换芯片起，就开启了CPO交换机商业化推进；英伟达2024下半年加速推进支持IB(InfiniBand)和以太网两种协议的CPO交换机。国内交换机头部厂商新华三、锐捷网络近两年也陆续发布了商用CPO交换机。而随着SerDes速率的快速升级，以及硅光材料和3D封技术装的逐步成熟，CPO技术有望快速迭代，也为光互联Optical IO技术（算力芯片间光互联）的发展奠定了良好基础。

CPO交换机相比传统交换机，需引入近交换芯片的光引擎、光柔性板Fiber Shuffle/保偏光纤PMF、外置激光器ELS及CW光源等。根据Lightcounting预测，未来5年CPO技术渗透率将快速增长，预计到2029年，3.2T CPO端口出货量预计将超过1000万个（2024年CPO端口出货量不超过十万个），若有100万个GPU做千卡GPU集群，则需要超过1,500万个CPO端口；按照目前各类器件的价格测算（并考虑价格年降），未来5年光引擎的市场空间超过100亿美元，光源ELS、光柔性板Fiber Shuffle、连接器MPO、光纤阵列FAU的市场空间超过30亿美元。

投资建议：目前CPO技术仍在产业化的初期，并在快速迭代升级，涉及各类器件(如Fiber Shuffle、MPO、FAU)所需通道数/纤芯数也会随之升级，国内各类器件厂商（特别是已与海外头部厂商有深度合作）均有望受益该领域发展，迎来量价齐升。推荐关注交换机【紫光股份】、【锐捷网络】，光引擎供应商【天孚通信】，光柔性板供应商【太辰光】，MPO连接器供应商【博创科技】、【仕佳光子】、【致尚科技】，外置CW光源【源杰科技】、【长光华芯】等，国内头部光模块厂商亦有布局。

风险提示：AI发展及投资不及预期；行业竞争加剧；全球地缘政治风险；新技术发展引起产业链变迁。

01 CPO是一种新光电互联集成技术
02 CPO技术涉及各器件均有望迎来快速增长
I 03 产业链各关节头部公司均在积极布局CPO
04 投资建议

CPO是一种新光电互联集成技术

光电共封装（CPO）是一种在数据中心光互连领域应用的光电共封装方案。其核心是将光模块不断向交换芯片靠近，缩短芯片和模块之间的走线距离，并逐步替代可插拔光模块，最终把交换芯片（或XPU）ASIC和光/电引擎（光收发器）共同封装在同一基板上，光引擎尽量靠近ASIC，以最大程度地减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，从而可以使用速度更快、功耗更低的片外I/O驱动器。CPO技术的核心是光电芯片，它包含了光学器件和电子器件。在光电芯片内部，光学器件将光信号转换成电信号，电子器件将电信号转换成光信号。

图：CPO技术与传统光模块对比

资料来源：菲魅光通信，国信证券经济研究所整理

图：CPO技术演进史

资料来源：IET Optoelectronics，国信证券经济研究所整理

CPO技术目前主要用在交换机接口中，是一种新型的光电集成技术，主要是将网络交换芯片和光模块共同装配在同一个插槽（Socket）上，形成芯片和模组的共封装，从而使得光学信号和电学信号在同一芯片上进行转换和处理；即将电子芯片和光电器件放在一起进行封装，以实现高集成度、高性能的光电器件。

图：光电共封装（Co-packaged Optics，CPO）对比传统热插拔示意图

资料来源：Yole，国信证券经济研究所整理

智算中心驱动的高速率场景下，降本、降低功耗需求显著。SerDes速率不断提升，光模块之间的功耗不断升高，随着40G、100G、400G、800G的迭代，相比2010年的交换机，目前51.2T的交换机中，光器件能耗增加26倍，光模块整体功耗大约可占交换机功耗的40%以上。

根据SENKO数据，CPO显著降低光模块功耗，助力系统整体功耗减少25%-30%。

图：SerDes提升下功耗持续提升

资料来源：Broadcom，Cisco，国信证券经济研究所整理

图：CPO技术显著提升能效

资料来源：SENKO，国信证券经济研究所整理

LPO（linear drive pluggable optics)，线性驱动可插拨光模块，通过线性直驱技术替换传统的DSP，实现系统降功耗、降延迟的优势，但系统误码率和传输距离有所牺牲。LPO摒弃数字信号处理器（DSP），通过使用具有优异线性度和均衡能力的转阻放大器（TIA）和驱动芯片（DRIVER）来替代DSP，消除信号恢复需求，降低处理开销和系统延迟，特别适用于对时序要求极高的高性能计算中心（HPC）中GPU间通信场景。目前SerDes主流规格112G很快升级到224G，LPO无法跟上224GSerDes的要求。部分DSP领域较弱厂商推进LPO方案。Macom、Semtech、美信等DSP领域较弱的电芯片厂商大力推进LPO，以绕开DSP短板。目前LPO方案标准化尚未成熟，主要集中在电接口和光接口。

相对于LPO，CPO注重光电共封装，适用于高速高密度互联传输场景，能满足高速数据传输需求，且在适配未来高规格 SerDes 方面可能比LPO更具潜力。随着数据量爆发式增长，对高速传输需求日益迫切，CPO 因具备满足高速传输需求的优势以及较大技术潜力，能跟上技术升级步伐，为行业发展提供持续技术支持。

目前CPO技术已经开始小批量商用。在2022年，博通就与腾讯合作，博通将提供25．6Tbps Humboldt CPO交换设备，采用博通Tomahawk®4交换芯片，直接与4个3．2Tbps SCIP光学引擎耦合和共封装

图：LPO方案与传统光模块方案对比

资料来源：ADOP，国信证券经济研究所整理

图：LPO方案功耗也显著低于传统可插拔方案

资料来源：LightCounting，国信证券经济研究所整理

表：CPO方案与LPO方案对比

	热插拔模块	LPO	CPO
功耗	高	相当低	低
成本	高	相当低	低
延迟	相当高	相当低	低
产品成熟度	高	相当低	相当低
维护性	良好	良好	困难
链路性能	良好	平均	良好
互连生态	良好困难		困难

资料来源：通信百科网，国信证券经济研究所理

本轮AIGC革命拉动了新一轮数据中心网络发展，CPO技术同样受益，主要发展催化点包括：

➢ 发展催化一：AIGC技术迅猛发展，算力需求激增，全球互联网云厂持续加大资本开支。四大北美互联网云厂商2025年规划资本开支合计预计超过3100亿美元，中国四大互联网云厂2025年资本开支合计预计超过5000亿人民币。

➢ 发展催化二：英伟达、博通、Marvell等头部芯片厂商均在加速落地CPO交换机。博通已经研制了两代商用产品，英伟达已经研制支持IB协议和以太网协议的产品。

➢ 发展催化三：国内交换机厂商已陆续发布CPO交换机，国内光模块龙头企业也在布局CPO技术。

本轮AIGC革命也推动了CPO技术加速迭代更新，未来CPO技术主要演进路径包括：

➢ 技术趋势一：电信号SerDes传输速率不断迭代，2024年224G速率成熟，推动光电信号单通道传输速率再提升一倍，CPO集成度持续提升。未来随着SerDes传输速率的提升，CPO技术能力将继续增强。

技术趋势二：通过硅光材料实现降本降功耗。

➢ 技术趋势三：采用3D先进封装，将光电芯片进行垂直互连，可以不仅能实现更短的互连距离、更高的互连密度和更好的高频性能，还能实现更低的功耗、更高的集成度和更紧凑的封装。

➢ 技术趋势四：Ayarlabs、博通、intel等头部厂商均在积极研发Optical IO技术，实现算力芯片间的光互联。

AIGC技术迅猛发展，算力需求激增，全球互联网云厂持续加大资本开支。据IDC数据，2025年全球人工智能服务器市场规模将增至1587亿美元，2028年有望达到2227亿美元，生成式人工智能服务器占比将由2025年的29.6%提升至2028年的37.7%。四大北美互联网云厂商2025年规划资本开支合计预计超过3100亿美元，其中谷歌750亿美元，亚马逊1050亿美元，微软800亿美元，META超过600亿美元。中国四大互联网云厂2025年资本开支合计预计超过5000亿人民币。

数据中心交换机受益人工智能产业发展，根据IDC 2024年Q3数据，数据中心板块以太网交换机市场收入在其Q3同比增长了18%，从Q2到Q3环比增长了6.2%。特别是200/400 GbE交换机市场三季度收入同比增长126.3%，环比增长23.8%，这得益于最高速率以太网交换机强劲的需求推动。生成式AI数据中心以太网交换机市场将以70%的年复合增长率呈指数级增长，将从2023年的6.4亿美元增长到2028年的90.7亿美元。

CPO在显著提升能效趋势下，作为交换机的下一代高速互联技术，有望持续受益交换机行业增长。

图：全球互联网云厂资本开支

资料来源：各公司财报，国信证券经济研究所整理

图：数据中心交换机市场预测

资料来源：IDC，国信证券经济研究所整理

英伟达计划在2024年下半年提出过CPO技术的IB交换机，该交换机前面板有144个MPO光接口，支持36个3.2T CPO，内部有4个28.8T的交换芯片（总共115.2T的交换能力）。该交换机有望在2025年第三季度实现小批量生产。

英伟达也计划于2026年推出CPO版本的Spectrum4 Ultra X800以太网交换机。
后续英伟达仍然会发布Spectrum5、 Spectrum6系列交换机。

表：英伟达CPO 产品参数对比表

Product	Time	Switch Chip	SwitchingCapacity	Product
Quantum3-CPO	3Q25 Quantum	3	115.2T x4 28.8T	Quantum3-CPO
Spectrum5-CPO	2026	Spectrum5		Spectrum5-CPO
Spectrum6-CPO	2026	Spectrum6		Spectrum6-CPO

图：Nvidia CPO交换机及前面板接口图示

资料来源：亿源通、Substack，国信证券经济研究所整理
资料来源：SEMI VISION，国信证券经济研究所理

博通在上一代Tomahawk4就尝试CPO技术，并率先向小部分客户交付业界首款51.2Tbps CPO以太网交换机Bailly（Tomahawk5）。Bailly产品集成8个6.4-Tbps硅光子光学引擎和Broadcom一流的StrataXGSTomahawk5交换机芯片，相比可插拔收发器解决方案，Bailly使光学互连运行功耗降低70%，硅面积效率提高8倍。

Marvell在2022年展示CPO，在2024年OFC上推出的3DSiPho引擎，是业内首款支持200Gbps电接口和光接口的技术，为CPO集成到其XPU提供基础，客户能将CPO无缝集成到下一代定制XPU中；其6.4T3DSiPho引擎高度集成，相比100Gbps接口的同类设备，带宽和输入/输出带宽密度翻倍，每比特功耗降低30%。

Ranovus在OFC2021发布Odin品牌模拟驱动CPO2.0架构以进一步帮助客户降低产品功耗和成本。该产品是Ranovus和IBM, TE以及Senko合作共同开发的。CPO技术支持nx100Gbps PAM4 光接口和ML/AI电芯片在一个封装内，是一种创新的光器件技术。

图：博通CPO方案规划

资料来源：Broadcom，国信证券经济研究所整理

图：Marvell CPO架构用于定制XPU

资料来源：Marvell，国信证券经济研究所整理

图：博通CPO方案规划

资料来源：Broadcom，国信证券经济研究所整理

国内交换机厂商已陆续发布CPO交换机。锐捷网络已发布25.6Tbps CPO 交换机，并且参与编写了 COBO 的 CPO 交换机设计白皮书，在 CPO 技术应用方面走在国内前列。新华三已推出 800G CPO 硅光数据中心交换机（H3C S9827 系列），单芯片带宽高达 51.2T，支持 64 个 800G 端口，融合了 CPO 硅光技术、液冷散热设计、智能无损等先进技术。中兴通讯在CPO 相关的光引擎和光电封装等技术领域进行研究，申请了涉及 CPO 模块的激光光源选择方法的专利，其新一代400GE/800GE 数据中心交换机具备高性能，支持单槽14.4T，并采用了智能无损技术。

国内光模块厂商积极布局CPO技术。中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技等均有布局CPO模块，有的厂商CPO模块已经向客户送样测试。天孚通信为CPO提供关键组件，如激光器、透镜阵列等，在800G技术时期成为英伟达的独家供应商，2023年 9 月送出的 1.6T 硅光光引擎被英伟达用于CPO上的封装。

表：国内厂商CPO进展

公司	CPO进展已发布51.2T CPO交换机，采用博通StrataXGS芯片，支持128个400G端口，功耗降低70%
锐捷网络	CPO进展已发布51.2T CPO交换机，采用博通StrataXGS芯片，支持128个400G端口，功耗降低70%
紫光股份	推出国内首款51.2TCPO硅光数据中心交换机，融合液冷散热和硅光技术，单芯片带宽达51.2T，功耗降低40%以上
中际旭创	全球光模块龙头，已布局硅光芯片和CPO技术，其800G光模块产品处于行业领先地位。2025年推出支持CPO的1.6T光模块，并与博通等国际厂商合作开发高密度封装方案。
华工科技	国际一流光电企业，具备从芯片到模块的全产业链能力。其光模块产品覆盖400G/800G，并布局CPO封装测试产线
新易盛	已布局CPO研发，重点推进1.6T光模块及硅光集成方案，产品覆盖数据中心和电信网络。
天孚通信	光器件解决方案提供商，为CPO提供激光器、光放大器等关键无源器件。与中际旭创、博创科技等厂商深度合作。
光迅科技	主要面向电信运营商和超算中心，提供定制化CPO解决方案。

资料来源：各公司官网，国信证券经济研究所整理

电信号传输能力核心是SerDes技术，是芯片与外界交换数据的基本单元，光端口带宽为Serdes带宽整数倍。SerDes的全称是SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)，是一种高速的时分多路复用（TDM）、点对点(P2P)的串行通信技术。交换机以及传统可插拔光模块的输出电口/光口通道数取决于SerDes速率，高速率SerDes提升了CPO及光引擎的集成度，还可以减少传输通道，降低功耗。GPU/ASIC芯片间的互联也推动了SerDes的升级需求。

224G SerDes产品在2024年开始逐步成熟，Marvell在FQ4 2024业绩电话会上表示，其下一代单通道200Gb/s速率的1.6T PAM DSP产品已经在客户侧进行认证。而随着SerDes在未来传输速率向448G升级，未来光引擎处理带宽预计升级到6.4T、12.8T，对应CPO交换机内光纤及光通道数同等受益。

图：随着单通道lane升级，CPO集成度越来越高

资料来源：Juniper ，国信证券经济研究所整理

图：SERDES电路示意图

图：2020-2026年SerDes IP许可证预测
资料来源：Latticesemi，国信证券经济研究所整理

资料来源：IP Nest，国信证券经济研究所整理

图：224G SerDes需要更高的性能和更低的每比特功率

资料来源：Synopsys，国信证券经济研究所整理

集成度是III-V族化合物向硅基材料演进的主要驱动力。硅光芯片将激光器、调制器、探测器、波导等集成在一块芯片上，实现了高度集成化。这种集成化设计大大减小了光模块的尺寸和重量，降低生产成本和功耗，提高芯片的可靠性和稳定性。硅光芯片与CMOS工艺兼容，简化制造工艺流程。硅光芯片的制造兼容成熟的CMOS工艺，通过CMOS工艺集成更多光器件，使得制造过程更加高效可控。

图：传统光模块结构及主要材料

资料来源：FiberMall 《Overview of the Development ofFiber Optic Transceivers》，国信证券经济研究所整理

图：硅光模块结构及主要材料

资料来源：《硅基光电异质的集成与思考》，国信证券经济研究所整理

图：光子集成技术（PIC）所集成的器件数量

资料来源： Shekhar S, Bogaerts W, Chrostowski L, et al. Siliconphotonics--roadmapping the next generation[J]. arXiv preprintarXiv:2305.15820, 2023.，国信证券经济研究所整理

表：传统光模块与硅光模块的材料对比

器件	传统光模块材料	传统光模块材料特点	硅光模块材料	硅光模块材料特点	演进驱动力	未来趋势
激光器	InP、GaAs	优势：高效、成熟；劣势：成本高、难集成	InP-on-Si异质集成	优势：集成化；劣势：效率低、热管理复杂	硅基规模化成本优势	混合集成、薄膜铌酸锂光源
调制器	LiNbO3、 InP-EAM	优势：高带宽；劣势：体积大、功耗高	硅基载流子调制器	优势：低功耗、高密度；劣势：效率低	数据中心低功耗需求	硅-有机混合、薄膜LiNbO3集成
探测器	InGaAs、Ge	优势：高响应度；劣势：工艺复杂	Ge-on-Si、二维材料集成	优势：低成本集成；劣势：暗电流高	硅基单片集成需求	二维材料（石墨烯）增强
波导	石英、聚合物	优势：低损耗；劣势：体积大	硅、氮化硅	优势：高密度，折射率差大，弯曲半径小；劣势：非线性损耗	高密度集成需求	氮化硅-硅混合波导

资料来源：任晓松等. 单光子雪崩二极管阵列与硅光芯片的混合集成 [J].光学学报,2024,1(01):5-12.，讯石光通讯网、源杰科技官网等，国信证券经济研究所整理

材料演进将驱动硅光模块具备成本优势。硅元素自然丰度高，相比In等元素成本更低，且晶圆制备工艺成熟，尺寸大。硅光器件可在8-12英寸晶圆上一次加工，集成度高、芯片尺寸小，一次加工可得更多芯片。硅光模块基于硅基材料制备，内部光损耗小，具备低功耗优势。同时，硅光波导折射率差大，弯曲半径小，能实现器件小型化。此外，高集成度、原材料成本低、兼容CMOS工艺和低功耗共同作用，使规模化生产后的硅光模块成本低于传统光模块，成本优势显著。

台积电与日月光和富士康等大厂联合成立了SiPh联盟，以推动硅光技术标准协议，整合上下游资源，共同推动中国台湾加速SiPh产业发展。中国台湾工研院产学研国际战略中心指出，AI与高端数据中心将是硅光子市场爆发的突破点，预期该技术将从光收发器演进至CPO 和Optical I/O。

图：CPO与硅光被台积电列为下一代AI技术平台的核心技术之一

资料来源：博通，国信证券经济研究所整理

图：CPO与硅光被台积电列为下一代AI技术平台的核心技术之一

资料来源：台积电，国信证券经济研究所整理

CPO 技术将增加先进封装工艺需求，是能有效提升功能密度的工艺技术。先进封装采用先进的设计思路和先进的集成工艺技术，如硅通孔（TSV）、重布线（RDL）、倒装（Flip Chip）、凸点（Bumping）、引线键合（Wire bonding）等对芯片进行封装级重构：

◆2D封装的CPO技术是将光子集成电路PIC和集成电路并排放置在基板或PCB上，通过引线或基板布线实现互连。2D封装的优点是易于封装、灵活性高。

◆2.5D 封装将EIC和PIC均倒装在中介层（Interposer）上。通过中介层上的金属互连PIC和EIC，中介层与下方的封装基板或PCB板相连。

◆3D封装技术将光电芯片进行垂直互连，可以不仅能实现更短的互连距离、更高的互连密度和更好的高频性能，还能实现更低的功耗、更高的集成度和更紧凑的封装。

玻璃基板拥有低损耗、高封装密度和光学透明性的优势，玻璃基interposer芯片可提供更宽的带宽和更低的制造成本，或逐步应用在CPO技术中。

图：CPO的2.5D封装与3D封装难度

资料来源：Latitudes，国信证券经济研究所整理

表：硅基板于玻璃基板对比

属性	硅基板	玻璃基板	属性
介电常数	高 (11.9，信号损耗大)	低（~3.8-5.0，信号损介电常数耗小)
导热性能	优异 (149 W/m· K)	差 (0.8-1.4 W/m · K)	导热性能
光学透明性	不透明，不支持光波导	高透明性，适合光通信	光学透明性
机械强度	高（约170MPa），不易破碎	较低（50-120 MPa），易碎	机械强度
热膨胀系数	高(2.6×10-/℃），易低（产生热应力	如石英玻璃为0.5×10-6/℃)	热膨胀系数
寄生效应	严重，高频性能差	极小，高频性能优	寄生效应
加工难度	成熟，兼容现有半导体工艺	较高（激光、化学强化加工难度等成本高)

资料来源：半导体产业研究院，国信证券经济研究所整理

Ayarlabs、博通、intel等头部厂商均在积极研发Optical IO技术，实现算力芯片间的光互联。

图：Ayarlabs 业绩首个OIO芯片(32G × 8 波长，每比特仅 5 pJ ）

资料来源：Ayar LAB，国信证券经济研究所整理

图：Ayar LAB的OIO技术应用在了Scale UP网络

资料来源：Ayar LAB，国信证券经济研究所整理

图：Ayarlabs 首个OIO系统架构

资料来源：Ayar LAB，国信证券经济研究所整理

图：CPO拓展到AI ASIC芯片

资料来源：博通，国信证券经济研究所整理

图：Intel的OIO技术

资料来源：intel ，国信证券经济研究所整理

OIO（Optical IO）主要用于芯片互联。为了解决计算芯片CPU, GPU, XPU等之间的互联问题(chip to chip interconnect)，OIO利用光互连低功耗、高带宽、低延迟的优势，取代传统的electrical IO方案，芯片输入输出的IO变为光信号，进而构建分布式计算网络。为了实现计算资源的池化技术，Optical IO对延迟latency的要求比较高。从封装形式上看，Optical IO也是将光芯片与电芯片封装在同一基板上。

图：CPO与OIO应用场景

资料来源：信通院，国信证券经济研究所整理

图：CPO与OIO发展演进路径

资料来源：Yole Group，国信证券经济研究所整理

二、CPO技术涉及各器件均有望迎来快速增长

CPO交换机构成包括核心交换芯片、OE光引擎、光柔性背板/内部SMF及PMF光纤、电源等相关配套；前面板主要插入MPO/MXC/MMC连接器，ELS外置激励光源，后面板主要放散热模块。交换机的交换芯片Switch ASIC将有源电信号输出，在光源的激励下通过光引擎将电信号转变为光信号，再通过光柔性背板/内部SMF光纤传输到前面板的MPO/MXC/MMC连接器，最终将信号通过外部光纤传输到远端。

图：CPO交换机图解

资料来源：亿源通官网，国信证券经济研究所整理

光引擎是光电转换功能中负责光信号处理的部分。光引擎的应用场景包括400G/800G等传统高速光模块、高集成度的共封装光学（CPO）交换机以及更多光互连领域。
光引擎主要分为基于硅光和基于VCSEL的技术路线，在CPO趋势下，光引擎的使用量或大幅增加。

➢ 传统光引擎多基于分立器件构建，采用III-V族材料（如InP、GaAs等）。其发射端由EML激光器搭配分立调制器构成，接收端则包含PIN/APD探测器与TIA芯片，无源器件常见有透镜、隔离器、陶瓷套筒等。但传统光引擎独立封装结构导致体积较大，在高密度设备中难以满足高集成的需求，超高速率信号传输质量难以适配未来高速网络需求。

➢ 基于硅光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材料为基础，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、长距离光传输及AI集群的高速通信需求。Vcsel光引擎方案以III-V族材料（如InP、GaAs等）作为衬底，使用Vcsel阵列技术集成，在超短距离传输中具备成本和功耗优势，在800G及以下速率市场VCSEL方案凭借成本和功耗优势占据重要份额。当前基于硅光芯片的光引擎因集成度高被视为未来主流，尤其在3.2T及以上速率场景中，其带宽密度和能效比优势将进一步凸显。

图：Marvell 光引系列产品

资料来源：Marvell 、国信证券经济研究所整理

图：MOTION 玻璃载体组件俯视图（Vcsel CPO光引擎）

资料来源： D. Kuchta 《 Multi-wavelength OpticalTransceivers Integrated On Node》[C],2019.03,OFC，国信证券经济研究所整理

表：主要厂商光引擎方案

Company	Technology	Light Source	Optical Conn	Elec Socket	Soldered	PJ/b
AMD\| Ramous	SiPho	Integrated or remote Remote /		√		5
Broadcom	SiPho	prepackag ed	√		√	5
Cisco	SiPho	Remote / ELED+ MSA		√		5
IBM	VCSEL		√	√	√	4→2
Intel	SiPho	Integrated	√	√	√	5
Marvell	SiPho	Integrated		√		5

资料来源：Fibermall，国信证券经济研究所整理

当前光引擎封装技术快速演进，主要围绕CPO和高密度集成展开。其中2.5D封装通过中阶层横向集成光引擎与电芯片，以平衡产品和性能，适合现有基础设施升级；
3D封装利用SoIC-X、CoWoS等工艺将光芯片与电芯片垂直堆叠，缩短信号路径，降低功耗和延迟。

光引擎封装以2.5D中介层集成为主流，3D堆叠为未来演进方向。博通通过2.5D封装实现64通道PIC与EIC集成，支持100G/通道速率，应用于51.2TCPO交换机。台积电在2024年北美技术研讨会上展示了其3D光学引擎的路线图，并计划为台积电制造的处理器提供高达12.8 Tbps的光学连接：

➢ 第一代3D光学引擎（COUPE）将集成到运行速度为1.6 Tbps的OSFP可插拔设备中，这一传输速率远超当前铜缆以太网标准（最高800 Gbps），显示了光互连在网络密集型计算集群中的直接带宽优势，以及预期的节能效果。

➢ 第二代COUPE计划将光学器件与交换机共同封装到CoWoS封装中，将光学互连提升到主板级别，第二代COUPE将支持高达6.40 Tbps的数据传输速率，且延迟更低。

➢ 第三代COUPE预计将将传输速率提高到12.8 Tbps，同时使光学连接更接近处理器。目前，COUPE-on-CoWoS正处于开发阶段，台积电尚未公布具体的目标日期。

图：Broadcom 51.2TCPO示意图

资料来源：Broadcom、国信证券经济研究所整理

图：TSMC第一代3D光学引擎

资料来源：TSMC、国信证券经济研究所整理

外部激光源ELS（External laser source）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。业内有ELS内置和外置两种方案，外置方案是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。ELS将与更多的光学和电学元件进行高度集成，减少系统体积和复杂度，提升整体性能。随着数据中心网络向更高速率演进，ELS需要支持更高的带宽和数据传输速率。当前新华三 CPO交换机采用新型 PELS 直通型外置光源。通过优化设计和采用新型插芯等技术，提高设备集成度，使51.2TCPO交换机最低降至1U高度，节省空间；连接器可独立拆卸更换，方便清洁维护，满足了数据中心对设备高效、可靠的需求。

图：新华三H3C 外置光源CPO交换机展示
图：直通型外置光源和传统外置光源方案对比

资料来源：新华三、讯石光通讯，国信证券经济研究所整理

资料来源：讯石光通信网，国信证券经济研究所整理

图：直通型PELS、新型PELS直通型外置光源和光电混合接口示意图

资料来源：新华三、讯石光通讯，国信证券经济研究所整理

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，分支比为1:2，即400G（4通道）采用2个CW光源、800G（8通道）采用4个CW光源。后续趋势来看，分支比扩大能够减少激光器用量，进一步降低成本。

表：外置CW光源理论功率需求测算（400G DR4/FR4）

DR4			FR4
	损耗(dB)	输出功率（ (dBm)	损耗(dB)	输出功率 (dBm)
ELS总输出功率		18.5		18.5
内部光接口	0.5	18.0	0.5	18.0
保偏光纤与引擎的输入耦合	2.0	16.0	1.8	16.2
偏振相关	0.4	15.6	0.4	15.8
分支比，1:4	6.0	9.6	6.0	9.8
片上无源波导损耗	0.5	9.1	0.5	9.3
调制器OMA损耗	6.0	3.1	6.0	3.3
合波器损耗			0.5	2.8
Tx发射端与光纤耦合	2.0	1.1	1.8	1.0
输出光接口	0.5	0.6	0.5	0.5
前面板接口	0.5	0.1	0.5	0.0
TP1		0.1		0.0
TP2需求，802.3(TDECQ1.4dB)		-0.8		-0.8
余量(dB)		0.9		0.8
换算为功率		18.5dBm = 70mW		18.5dBm = 70mW

资料来源：菲魅通信，国信证券经济研究所整理

表：激光器分配方式介绍

分支比	1:1	1:4	1:8	1:16
激光器功率	12.5dBm	18.5dBm(71mW)	22dBm	25dBm

数据来源：菲魅光通信，国信证券经济研究所整理

图：用于102.4T的CPO元件的配置

资料来源：COBO白皮书《Co-packaged optics (CPO): status, challenges, and solutions》、国信证券经济研究所整理

图：光源未来有望集成在硅光芯片中

资料来源：PIXlab，国信证券经济研究所整理

FAU通过集成化设计，将多根光纤按特定规则排列固定，搭配高精度连接器，实现光信号的高密度输入/输出，具备高重复性和低插入损耗特性，减少SMF/PMF与光芯片连接时的信号损失。

图：FAU连接器包含PMF保偏和SMF单模光纤

FAU通过“精细校准结构”实现纳米级校准，确保光纤与光波导精准对齐。在光引擎与外部光路的连接中，FAU作为中间过渡单元，一端通过机械微结构或高精度接口对接SMF(单模光纤)/PMF(保偏光纤)，另一端连接光芯片的光波导，确保光信号从光纤到芯片的高效耦合。以博通定制的光纤阵列连接器为例，其在14.43毫米长度内集成72条光纤，采用127μm间距设计，包含光纤、高重复性连接器等部件，兼具低插入损耗、耐弯曲性能，且支持可插拔操作，便于维护。

资料来源：Lightwaveonline、国信证券经济研究所整理

图：光引擎接的FAU组件

资料来源：Corining、国信证券经济研究所整理

图：FAU光纤连接器实物

资料来源： IET 白皮书《 High Density IntegrationTechnologies for SiPh Based Optical I/Os》、国信证券经济研究所整理

图：PIC与光纤连接细节

资料来源：Fibermall、国信证券经济研究所整理

保偏光纤通过稳定偏振态，保证外置ELS光源传输稳定。保偏光纤通过引入双折射结构，使两个偏振态的传播常数差异显著，抑制模式间耦合，从而保持偏振态稳定。普通光纤中光信号的两个正交偏振态传播速度相同，易受外界干扰导致偏振态随机变化。在CPO方案中PMF(保偏光纤)保持光信号偏振态稳定，且在复杂电磁环境或长距离传输中，PMF可减少偏振模色散（PMD），提升信号质量。SMF与PMF混合封装，PMF作为特种光纤单价远高于SMF。

图：ELS 光连接设计方案

资料来源：COBO白皮书《Design Considerations of Optical Connectivity in a Co-Packagedor On-Board Optics Switch》、国信证券经济研究所整理

图：基于400G - FR4标准的光纤与芯片耦合传输架构图

资料来源：Corning、国信证券经济研究所整理

图：用于光输入的 PM 光纤和用于光输出的非 PM 光纤的混合封装

资料来源：IET白皮书《Co-packaged optics (CPO): status, challenges, and solutions》、国信证券经济研究所整理

Fiber Shuffle是实现高密度光纤路由的方案，保偏光纤和普通光纤都可以“印刷”在Fiber Shuffle上。Fiber Shuffle可以支持多样化光线配置，提高系统集成度，控制光纤弯曲半径在公差范围内，标准化光纤从光引擎到中间板的长度，保障高速光连接的稳定性与可靠性。以US Conec的EZ Shuffle 系统为例，该产品可简化高达256根光纤的路由过程，通过精密光纤管理槽位维持光纤排列顺序，支持光纤交叉、环回、菊花链等多种组装类型的光纤管理，确保光纤布局有序，避免缠绕。

Optec 51.2Tb CPO的fiber shuffle 方案集成1024根SMF和128根PMF，搭配MXC®、MT、MMC®-16等多种连接器，满足高速信号传输的接口需求，同时控制光纤弯曲半径以保障插入损耗和可靠性，价格在1000美金左右。

图：51.2Tb CPO 以太网交换机设计演示

资料来源：Optec、国信证券经济研究所整理

图： US Conec的EZShuffle 系统

资料来源：USCONEC、国信证券经济研究所整理

图：Optec 公司带预端接多光纤连接的高带宽光纤 Shuffle 方案

资料来源：Optec、国信证券经济研究所整理

MPO连接器采用MT插芯实现多根光纤并行连接，具备高密度链接、高速通信、扩展性和易于维护性特点。通过插芯和机械结构，将两根光纤的端部精确对准，使光信号能够在光纤之间稳定传输。

在数据中心内，光模块通过MPO互联完成数据传输。在数据中心机柜间，通过MPO-MPO光缆连接两侧的 MPO 配线架，实现交换机、服务器等设备的高速光互联，支持40G/100G/400/800G等高速率传输，单根MPO线缆可集成12芯、16芯、24芯甚至更多光纤，大幅减少布线数量，节省机柜空间。根据FS飞速网价格，当前24 Fibers MTP®/MPO售价81美元，8 Fibers MTP®/MPO售价69美元。

图：MPO规格和价格

资料来源：FS飞速网、国信证券经济研究所整理

图：MPO结构示意图

资料来源：FOC、国信证券经济研究所整理

图：MPO至MPO连接示例

资料来源：千家网、国信证券经济研究所整理

随着MPO从基础的12芯向24芯甚至更多芯数演进，单连接器可集成更多光纤成为趋势。

MMC是一种支持多芯光纤集成的连接器，更高布线密度是核心优势。 MMC采用精密光纤排列与封装技术，优化插芯结构、缩小连接器间距，在单位面积集成更多光纤触点，实现“更小体积、更高芯数”。如MMC-16每1RU可容纳3456根光纤，约为MPO-16的3倍，紧凑的机械设计与光纤排列技术，MMC在单位空间内集成更多光纤，其低插入损耗、高可靠性特性，更适配1.6Tbps等超高速率场景。

图：MMC 3倍于MPO型号的布线端口密度

资料来源：USCONEC、国信证券经济研究所整理

图：CPO 交换机接口面板设计

资料来源：COBO白皮书《Design Considerations of Optical Connectivity in a Co-Packaged or On-Board Optics Switch》、国信证券经济研究所整理

表：面板端口密度

Fiber Connector	Fibers per Connector	Connectors per 1RU	Fibers per 1RU	DR (1024f)	FR (256f)	Fiber Connector
LC	2	72	144	2U+	2U	LC
CS	2	160	320	2U+	1U	CS
MDC	2	216	432	2U+	1U	MDC
SN	2	216	432	2U+	1U	SN
MPO-12	12	80	960	2U	1U	MPO-12
MPO-16	16	80	1280	1U	1U	MPO-16
ArNT-12	12	128	1536	1U	1U	ArNT-12
MPO-24	24	80	1920	1U	1U	MPO-24
MPO-32	32	80	2560	1U	1U	MPO-32
ArNT-24	24	128	3072	1U	1U	ArNT-24
MXC-32	32	104	3328	1U	1U	MXC-32
MMC-16	16	216	3456	1U	1U	MMC-16
SN-M116	16	216	3456	1U	1U	SN-M116

资料来源：COBO白皮书《Design Considerations of Optical Connectivity in aCo-Packaged or On-Board Optics Switch》、国信证券经济研究所整理

传统的光模块包括光电处理两部分，CPO交换机大大缩短电气连接，电信号基本以EIC方式存在。

➢ PIC 位于 EIC 之上：在此配置中，PIC 位于 EIC 顶部。然而，在 EIC 中创建 TSV 可能具有挑战性，因为它通常需要在先进的晶圆节点上制造。为了克服这个问题，我们采用了晶圆级扇出工艺，形成高铜柱以实现与顶部 PIC 的垂直互连。由此产生的光子 FOPOP 在光耦合方面表现出色，因为 PIC 的悬垂部分允许光边缘耦合。

➢ PIC 位于底部：使用其中形成的 TSV 与顶部 EIC 进行垂直互连。FAU 组装解决方案以及 PIC翘曲控制对于这种光子无模2.5D 结构至关重要。由于更好的电源完整性和信号完整性，这种设计提供了更好的散热效果，并且可以实现更高的传输数据速率，例如每通道超过 200G。最终，光子无模2.5D结构提供了卓越的解决方案，使得带有TSV的PIC成为硅光子学不可或缺的一部分。

图：传统光模块与光电集成方案收发器架构

资料来源：Latitude Design Systems、国信证券经济研究所整理

图：基于玻璃中介层的电集成电路（EIC）与光集成电路（PIC）的 3D 异构集成

资料来源：Latitude Design Systems、国信证券经济研究所整理

图：S21 插入损耗模拟对比

资料来源： ASE 白皮书《 Integrated Photonics Packaging: Solutions for SiliconPhotonics Applications》、国信证券经济研究所整理

CPO端口出货将在未来5年快速放量。随着数据中心对高速互联需求的增长，CPO在满足大规模、高宽带连接方面市场潜力突出。根据lightcounting预测，预计到2029年，1.6TCPO端口出货量可观，3.2TCPO端口出货量预计将超过1000万个。若以1024-GPU规模的集群配置来计算，若有100万个GPU组成这样的集群，仅NVLink连接就需超1500万个3.2TCPO端口。 GPU集群规模持续扩大，对高速、低延迟的互连需求剧增。CPO技术能够满足多机架间大量高速互连的需求，英伟达可能在2028年使用CPO实现由八个机架的GPU组成的行级NVLink连接域，将极大地推动CPO在AI领域的应用和市场增长。

随着SerDes速率不断升级，3.2T速率为主的时代，CPO技术有望成为主流的互连解决方案。不同数据速率下CPO的渗透率有所不同。根据lightcounting预测，2029年，800G（100G每通道）CPO渗透率预计为2.9%，1.6T（200G每通道）CPO渗透率预计为9.5%，3.2T（400G每通道）CPO渗透率预计高达50.6%。

图：按速率划分的CPO端口出货量预测

资料来源：LightCounting，国信证券经济研究所整理

图：1.6T和3.2T重定时、LPO收发器以及CPO端口的出货量

资料来源：LightCounting，国信证券经济研究所整理

目前主流两类CPO交换机方案：

➢ 英伟达Quantum 3400 IB交换机：使用28.8T交换芯片4个及对应fiber shuffle 4个，3.2T光引擎36个，18个ELS光源，144个MPO，36个FAU；其中，假设112G SerDes速率，则3.2T光引擎等效32通道，需配置对应75mW的CW光源8个或300mW的CW光源2个，fiber shuffle为594芯(576 SMF+18 PMF)，16芯MPO 4个，32发32收FAU 1个。

➢ 博通交换机51.2T Bailly CPO交换机：使用51.2T交换芯片1个对应fiber shuffle 1个，3.2T光引擎16个或6.4T光引擎8个，16个ELS光源，64个MPO，16个FAU；其中，假设112G SerDes速率，则3.2T光引擎等效32个通道，需配置对应75mW的CW光源8个，fiber shuffle为1152芯(1024SMF+128PMF)，16芯MPO 4个，32发32收FAU 1个。

根据lightcounting预测的2029年3.2T光引擎数量超过1500万只，预计CPO相关器件市场空间超过100亿美元。

表：某头部厂商IB交换机（4个交换芯片）CPO器件价值分析

	个数	价值（美元）
光引擎 (3.2T)	36	36000
ASP单价/3.2T端口等效单价	1000	1000
ELS (4个300mW(1:16)的CW )	18	5400
ASP单价/3.2T端口等效单价	300	150
Fiber shuffle (594芯)	4	2800
ASP单价/3.2T端口等效单价	700	78
MPO（16芯）	144	7200
ASP单价/3.2T端口等效单价	50	200
FAU (32发32收)	36	1080
ASP单价/3.2T端口等效单价	30	30

数据来源：英伟达、Semivision、Semianalysis，国信证券经济研究所整理

表：某头部厂商51.2T bailly 交换机CPO器件价值分析

	个数	价值（美元）
光引擎 (3.2T)	16	16000
ASP单价/3.2T端口等效单价	1000	1000
ELS (8个70mW(1:4) 的CW)	16	2560
ASP单价/3.2T端口等效单价	160	160
Fiber shuffle (1152芯)	1	1000
ASP单价/3.2T端口等效单价	1000	63
MPO (16芯)ASP单价/3.2T端口等效单价	50	2500
MPO (16芯)ASP单价/3.2T端口等效单价	50	156
FAU (32发32收)ASP单价/3.2T端口等效单价	16	480
FAU (32发32收)ASP单价/3.2T端口等效单价	30	30

数据来源：博通、Semivision、Semianalysis，国信证券经济研究所整理

表：CPO相关器件市场空间

	2025E	2026E	2027E	2028E	2029E
光引擎 (3.2T)
单价	1000.0	800.0	680.0	612.0	550.8
总价值(亿美元)	0.2	0.7	4.4	27.4	81.8
ELS
单价 (美元)	150	120.0	102.0	91.8	82.6
总价值(亿美元)	0.0	0.1	0.7	4.1	12.3
MPO (16芯 800G)
单价 (美元)	50	40.00	34.00	30.60	27.54
总价值(亿美元)	0.0	0.0	0.2	1.4	4.1
fiber shuffle(64芯)
单价 (美元)	70	56.0	47.6	42.8	38.6
总价值(亿美元)	0.0	0.1	0.3	1.9	5.7
FAU (32芯)
单价 (美元)	30	24.0	20.4	18.4	16.5
总价值（亿美元）	0.0	0.0	0.1	0.8	2.5
CPO 出货量（干)	2025E	2026E	2027E	2028E	2029E
800G	50	70	200	500	1000
1.6T	20	90	800	2300	5200
3.2T	0	30	200	3200	12000
总量 (等效3.2T)	22.5	92.5	650	4475	14850

数据来源：英伟达、博通、Lightcounting、Semivision、Semianalysis，国信证券经济研究所整理

三、产业链各关节头部公司均在积极布局CPO

CPO产业链主要包括上游原材料与设备供应商、中游CPO产品设计与制造商、下游应用领域及最终用户等环节。产业链上游主要包括用于制造CPO产品的原材料(如硅材料、光学元件、电子元件等)以及生产设备(如光刻机、刻蚀机、封装设备等)。中游是CPO产品设计与制造商环节，负责将上游提供的原材料和设备进行加工、组装和测试，形成具有特定功能的CPO产品。下游为CPO应用领域，CPO产品的应用领域非常广泛。

CPO相对于传统光模块，减少了部分有源器件，如激光器芯片、探测器芯片等，增加了集成多种光器件的光引擎、硅光芯片和薄膜铌酸锂调制器等，故CPO产业链上游中硅光光引擎和ELS/CW光源需求增长，相关厂商迎来机遇；中游光模块需适配技术升级，封测更重要，光纤管理硬件和连接器领域企业业务拓展；下游数据中心等应用端推动研发应用，设备环节率先受益，整体呈现积极发展态势。

图：CPO产业链

资料来源：Yole，国信证券经济研究所整理

图：硅光子学供应链概览

资料来源：SEMI VISION，国信证券经济研究所整理

表：我国CPO产业链主要上市公司主营业务和相关器件布局

品类	公司	主营业务	CPO相关技术和器件布局
交换机	锐捷网络	主营业务为网络设备及云计算解决方案，主要产品包括1.6T/3.2TCPO交换机(2021-2022 年发布)	2021年发布基于 112G SerDes 交换芯片、16 个 1.6Tbps CPO 模块的 25.6 TbpsCPO 交换机；2022 年升级模块至3.2Tbps，发布 51.2 Tbps CPO 交换机。2023年11月，新华三在2023年领航者峰会，全球首发800gcpo硅光数据中心交换机，H3C9827-64EO，单芯片51.2t交换能力，支持64个800g端口，并融合cpo硅光技术、液冷
	新华三	主营业务为光通信器件及模块研发生产，主要产品包括数通800G硅光模块、CPO产品试制
	天孚通信	主营业务为光通信器件研发生产，主要产品包括适用于CPO的高速光引擎(2021年研发）、1.6T/800G光引擎产品（2023年展示)	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MuXTOSA、DemUXPOSA等光引擎产品及解决方案，项目进入可靠性验证阶段。
光引擎	中际旭创	主要业务包括高端光通信收发模块的研发、设计、封装、测试和销售，产品广泛应用于云计算数据中心、数据通信、5G无线网络、电信传输和固网接入等领域。是全球光模块龙头公司。	已经开始了CPO技术的相关预研工作，与多家国际大厂保持着紧密的合作关系
		领先的光收发器解决方案和服务提供商，专注于光模块的研发、制造和销售；光模块在光纤终端完成光电信号转换，是光纤传输的最核心部件；光模块广泛应用于数据宽带、电信通讯、数据中心等行业。	在CPO技术领域已经进行了全面的布局，从技术研发、产品推出到市场定位和客户合作，并且已经发布了LPO技术光模块。2023年OFC发布支持3.2TCPO光引擎的自研光源模块；2024年与OIF联合展示 CPO 交换机多端口兼容 ELSEP。
	新易盛
	光迅科技	主营业务为光通信器件、模块及系统研发生产，主要产品包括3.2TCPO光引擎(2023年发布）、多端口兼容ELSEP（2024年与OIF合作展示）
	华工科技	主营业务包括感知传感器等产品，光连接产品、激光与智能制造产品。	已布局CPO封装测试产线。公司开发的100G PAM4 EML光芯片正在客户端测试，同步推进硅光CW 高功率光源研发，覆盖25mW、50mW及70mW全系列产品，其中70mW规格可支持00G DR4光模块
攽光器(CW光源)	源杰科技	主营业务为光芯片的研发、设计、生产与销售，主要产品包括2.5G、10G 和 25G及更高速率激光器芯片系列产品等 4
光器（CW先源）	仕佳光子	主营业务覆盖光芯片及器件、室内光缆、线缆材料。主要产品有PLC光分路器芯片系列产品、AWG芯片系列产品、DFB激光器芯片系列产品、光纤连接器、室内光缆等，广泛应用于骨干网和城域网、光纤到户、数据中心、5G建设等领域。	研发的CW DFB（连续波分布反馈）激光器已经形成了75mW、100 mW、200mW、500mW、850mW、1000mW等产品序列，产品序列相对全面2023年参股公司ficonTEC已出货CPO组装设备，包括片上集成贴装设备、光纤预处理、光纤阵列耦合及组装设备等。
封装	罗博特科	主营业务为高端自动化装备及智能制造系统，主要产品包括CPO组装设备（参股公司ficonTEC提供贴装/耦合/光纤预处理设备）
保偏光纤	长飞光纤	主营业务为光纤光缆及光通信器件研发生产，主要产品包括熊猫型保偏光纤（国际量产水平）、低损耗MPO光纤阵列技术	收购OFS部分业务拓展海外高端市场相关保偏光纤产品；熊猫型保偏光纤，量产能力达国际水平实现自产MT插芯制造和MPO 连接器批量供应；MPO 产品应用于CPO 光电共封装技术，满足数据中心高密度互连需求，保偏MPO产品已实现小批量出货
	太辰光	主营业务为光通信器件研发生产（聚焦数据中心与5G），主要产品包括数据中心MPO解决方案 (2022年MPO营收占比超30%)
MPO		博创科技	主营业务光信号功率和波长管理器件、高速光收发模块、有源光缆（AOC）以及源预端接跳线等产品与解决方案，其中PLC光分路器、密集波分复用（DWDM)器件和10G PON光模块占据全球领先市场份额。
	致尚科技	致尚科技专注于精密电子零部件的研发和制造，主要产品包括游戏机零部件、光纤连接器、电子连接器、自动化设备等，应用覆盖各类消费电子、通讯电子、汽车电子、工业自动化等领域。	公司光纤连接器产品包括单芯及多芯MPO光纤跳线、MT插芯等。

数据来源：各公司官网、Wind，国信证券经济研究所整理

紫光股份是全球新一代云计算基础设施建设和行业智慧应用服务的领先者，提供智能化的网络、计算、存储、云计算、安全和智能终端等全栈ICT基础设施及服务。公司的产品、解决方案与服务主要面向政府、运营商、互联网、金融、教育、医疗、农业、交通、能源、制造等众多行业用户。紫光股份主要的子公司包括新华三、紫光云、紫光数码、紫光软件等。其中新华三是公司ICT基础设施及服务业务的主要经营平台，新华三布局“云-网-安-算-存-端”全产业链，可在云计算、大数据、人工智能、边缘计算等多个领域提供解决方案。公司2024年前三季度:营业收入: 588.39亿元，同比增长6.56%，归母净利润: 15.82亿元，同比增长2.65%。

根据IDC数据，2024年第一季度，新华三在中国以太网交换机市场以34.8%的市场份额排名第一。新华三在2023年业界首发800GCPO硅光交换机，单芯片51.2T交换能力，支持64个800G端口，并融合CPO硅光技术、液冷散热设计、智能无损等先进技术，全面实现智算网络高吞吐、低时延、绿色节能三大需求，适用于AIGC集群或数据中心高性能核心交换等业务场景中。新华三800GCPO硅光交换机可支撑单个AIGC集群规模突破3.2万台节点，较上一代400G组网规模大幅提升。800G交换机在完全满足大规模AIGC集群无阻塞传输需求的基础上，能够进一步提升单集群的网络规模，从而最大程度保障AIGC集群的运算效能。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：H3C S9827系列

资料来源：H3C，国信证券经济研究所整理

公司是行业领先的ICT基础设施及行业解决方案提供商，主营业务为网络设备、网络安全产品及云桌面解决方案的研发、设计和销售。自2003年成立以来，公司致力于将技术与场景应用充分融合，贴近用户进行产品方案设计和创新，助力各行业用户实现数字化转型和业务价值创新。经过近二十年的发展，凭借扎实的自主创新实力、贴近用户的解决方案和专业快捷的客户服务，公司产品和方案现已广泛应用于政府、运营商、金融、互联网、教育、医疗、能源、交通、商业、制造业等行业信息化建设领域，业务范围覆盖50多个国家和地区。公司2024 年前三季度实现营收83.8 亿元，同比增长5.4%；实现归母净利润4.1 亿元，同比增长47.7%。

根据IDC数据统计，2019年至2023年，锐捷网络在中国以太网交换机市场占有率排名第三。2022年锐捷网络正式推出了首款应用了CPO技术的数据中心交换机。整机交换容量为25．6Tbps，2RU的机箱高度，支持32x400G QSFP112可插拔光模块接口和16x800GMPO16光接口。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：锐捷网络CPO光电共封装数据中心交换机

资料来源：锐捷网络，国信证券经济研究所整理

天孚通信是光通信精密元器件一站式解决方案提供商，主营业务包括光通信领域光器件的研发设计、高精密制造和销售业务，高速光器件封装ODM/OEM业务等，具体产品线包括陶瓷套管、光纤适配器、光收发组件、OSA ODM高速率光器件、光隔离器、MPO高密度线缆连接器、光纤透镜阵列(LENS ARRAY)、光学镀膜、插芯、Mux/Demux耦合、BOX封装OEM等。公司产品广泛应用于电信通信、数据通信、物联网等领域。公司2024年第三季度实现净利润3.22亿元，同比增长58.25%，同时公司于2025年1月17日公告2024年度业绩预告，2024年度公司预计实现净利润12.55亿元-14.01亿元，同比2023年增长72%-92%。

天孚通信在2022年OFC展会上就展示了为400G/800G光模块配套应用的光引擎产品和解决方案，在2025年的OFC展会上公司将携面向CPO（共封装光学）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。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：硅光芯片集成高速光引擎

资料来源：天孚通信官网、国信证券经济研究所整理

图：英伟达硅光子供应链

法人點名的矽光子供應鍵
公司	光陣列元件	光列元件粗装	代工乘者	OSAT
(Mellanox)	天孚通信	Fabrinet	台精電	Armkor'日月光
课（同服器牌架）	上	上	台電	日月光品
博通	Senko	Fabrinet	台	芯-KY
料来源：探防整理制表：张GB200NVL72概疆設計複雜，束多又雜，散熱、訊號干擾問題同步，電缚光需求势在!必行。供應纏透露，輝達将於3月的GTC大會推出CPO交换器新品 /本報资料照片

资料来源：工商时报，国信证券经济研究所整理

太辰光一家集研发、生产、销售为一体的高科技企业，是中国陶瓷插芯行业的主导企业之一，也是国内MPO/MTP光连接器细分市场的领先企业，是全球数据中心建设相关光互联器件产品需求的重要供应商之一。公司主要从事的产品包括陶瓷插芯、光纤连接器、耦合器、光纤光栅等光器件以及光传感监测系统，产品主要销往海外。公司作为一家高科技民营企业，十多年来发展快速而稳健。太辰光2024年前三季度实现营业收入约9.16亿元，同比增加47%；归属于上市公司股东的净利润约1.46亿元，同比增加39.09%。

在2024年5月的“中国光谷”光电子博览会暨论坛上，公司展示了陶瓷基板、柔性光纤板、MT短跳线/组件。根据公司招股书披露，公司与康宁（领先的数据中心高密度预端接光缆系统解决方案）有这常年合作。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：太辰光柔性光背板、MPO、MT插芯

资料来源：太辰光，国信证券经济研究所整理

博创科技致力于平面波导（PLC）集成光学技术、硅光子集成技术和高速模拟芯片设计技术的规模化应用，专注于高端光无源器件和有源器件的开发，在芯片设计、制造与后加工、器件封装、光学测试以及高速模拟芯片设计领域拥有多项自主研发并全球领先的核心技术和生产工艺。公司目前主要为全球范围内高速发展的光纤通信网络、互联网数据中心（IDC）、消费及工业互联市场提供高质量的光信号功率和波长管理器件、高速光收发模块、有源光缆（AOC）以及源预端接跳线等产品与解决方案，其中 PLC 光分路器、密集波分复用（DWDM）器件和 10G PON光模块占据全球领先市场份额。2018年6月，全资收购成都迪谱光电科技有限公司，扩大了在PON领域业务。2019 年 3 月，收购 Kaiam 公司在英国的PLC业务Fab的设备、物业等资产，提升了在全球PLC产品领域的领先地位。

2023年12月博创科技收购长芯盛 42.29% 股份并实现控股，2024年12 月又拟以3.91亿元收购长芯盛18.16%股份，收购完成后持股比例将提升至60.45%。长芯盛主要从事光电芯片、光电模组、有源光缆(AOC)、有源铜缆（ACC/AEC）等产品的研发、生产与销售，其客户全球头部云服务公司。长芯盛成立于2013年，由长飞光纤和威盛集团合资成立，长芯盛公司整合了长飞在光纤光缆领域和威盛集团在芯片、模组研发领域的优势。长芯盛2024 年上半年营收为 4.2 亿元；净利润为 7445 万元，同比增长 126%。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：长芯盛数据中心解决方案

资料来源：长芯盛、国信证券经济研究所整理

致尚科技专注于精密电子零部件的研发和制造，主要产品包括游戏机零部件、光纤连接器、电子连接器、自动化设备等，应用覆盖各类消费电子、通讯电子、汽车电子、工业自动化等领域。公司全球光通信连接器领域领军企业SENKO有着紧密合作。公司在越南生产基地（9000平方米）将于今年继续扩产，两处越南生产基地将主要生产单芯光纤跳线，单芯集束光纤跳线、多芯 MPO光纤跳线和光分路器等，进一步提升公司在光通讯领域的生产制造能力。公司也在开发包括FA、FAU 型光纤连接器等产品的研发。

公司光纤连接器产品包括单芯及多芯MPO光纤跳线、MT插芯等，主要服务于4G/5G通讯，应用场景包括数据中心、FTTH及FTTA等。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：致尚科技 MPO连接器产品

产品介绍

FC型光纤跳线	SC型光纤跳线	ST型光纤跳线	LC型光纤跳线
指光缆两端都接上连接器，实现光路的连接，应用于光纤通讯系统、光纤接入网、光纤数据传输、局域网等领域。
	C
MPO光纤跳线	MPO分支型光纤跳线	MPO模组盒光纤跳线	MT插芯

资料来源：致尚科技，国信证券经济研究所整理

公司聚焦光通信行业，主营业务覆盖光芯片及器件、室内光缆、线缆材料三大板块。公司产品应用于光纤到户、数据中心、5G 建设等诸多领域。光芯片及器件包括PLC分路器芯片、AWG芯片、光纤连接器、DFB激光器芯片、隔离器等。光芯片业务收入占比超过30%。主要亮点包括：1）公司是PLC光分路器芯片行业龙头；2）公司是全球少数可批量供应数据中心AWG芯片的供应商之一，目前已进入Intel、索尔思、华工正源等主流模块厂商，受益于AWG芯片在高速光模块渗透率提升；3）公司最新开发的CW DFB激光器产品在50℃下实现功率大于1000毫瓦的突破，相关产品已送客户端验证，公司的CW DFB激光器芯片产品已经形成了75mW、100mW、200mW、500mW、850mW、1000mW等相对全面的产品序列；4）基于公司已有工艺平台，可横向扩张有源和无源产品线。仕佳光子2024年预计2024年实现营收10.74亿元左右，同比增长42.36%左右；预计实现归母净利润6500万元左右，实现扭亏为盈。

公司在今年2月5日公告，拟以3.26亿元的价格购买致尚科技持有子公司53%的股权。福可喜玛专业致力于MPO/MT插芯、连接器的技术开发及应用的高科技企业，尤其在MT插芯领域具有较强竞争力。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：仕佳光子主营产品

资料来源：仕佳光子，国信证券经济研究所整理

图：福可喜玛MT插芯

资料来源：福可喜玛，国信证券经济研究所整理

公司聚焦于光芯片领域，主要产品包括2.5G、10G、25G及更高速率激光器芯片系列产品等，目前主要应用于光纤接入、4G/5G移动通信网络和数据中心等领域。公司2020年销售收入为2.33亿元，约占国内光芯片厂商销售总额的9.32%。公司已实现向国际前十大及国内主流光模块厂商批量供货，10G、25G 激光器芯片系列产品的出货量在国内同行业公司中均排名第一。下游客户中际旭创、华为等均是公司股东。源杰科技2024年度业绩快报显示公司2024年营收2.52亿元，同比增长74.63%。

公司高速率光芯片持续布局，CW光源有望受益硅光发展。目前公司在布局多款高速率/高端光芯片产品，CW光源方面，早期50mW大功率硅光激光器产品已经实现销售，100mW大功率硅光激光器在逐步向客户送样；100G PAM4 EML 正在客户端测试，200G PAM4 EML正在研发阶段。高速率光芯片芯片布局有望对公司的收入产生积极的贡献。3月7日公司公告，调整募投项目内部投资结构增加光芯片投资至4.87亿元，资金用于增加“50G光芯片产业化建设项目”的投资额。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：源杰科技的光芯片产品发展

资料来源：源杰科技，国信证券经济研究所整理

表：源杰科技目前数据中心各类芯片布局

速率波长及类型

10G 1270~1330nm CWDM4 DFB

25G LWDM4 Channel DFB

50G 1270~1330nm CWDM4 PAM4 DFB

100G 1270~1330nm CWDM4 PAM4 EML

100G 1304/1307/1309/1311nm Narrow LWDM PAM4 EML

200G 1270~ 1330nm CWDM4 PAM4 EML

CW100mW1310nm CW DFB

CW100mW CWDM4 CW DFB

CW70mW CWDM4/8 CW DFB

Cw 70mW 1310nm CW DFB

CW70mW LWDM4 CW DFB

CW50mW 1310nm CW DFB

CW25mW CWDM4 CW DFB

Cw 150mW 1310nm CW DFB

资料来源：源杰科技，国信证券经济研究所整理

长光华芯聚焦半导体激光行业，已形成由半导体激光芯片、器件、模块及直接半导体激光器构成的四大类、多系列产品矩阵。公司已建成覆盖芯片设计、外延生长、晶圆处理工艺（光刻）、解理/镀膜、封装测试、光纤耦合等 IDM 全流程工艺平台和 2 吋、3 吋、6 吋量产线，应用于多款半导体激光芯片开发。从2010年开始布局磷化铟激光芯片产线，凭借多年攻关以及在高功率半导体激光器领域的深厚积累，长光华芯光通信芯片系列产品产品性能指标先进，10G EML、100mW CW DFB、50G PAM4 VCSEL、56GBd PAM4 EML CoC等多款产品已向市场送样验证和部分批量供应，应用覆盖接入网、数据中心场景下的10G、100G-800G速率的多种应用。

2023年底，在苏州光电技术产业论坛上，公司发布了100mW CW DFB大功率光通信激光芯片， 100mW的输出光功率能力可以为硅光PIC芯片的性能提升预留空间，如硅光PIC芯片增加更多的DFx功能设计，硅光PIC芯片优化插损后1颗光源实现1拖8的架构。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：长光华芯光通信系列产品

资料来源：长光华芯，国信证券经济研究所整理

长飞光纤是世界领先的光纤预制棒、光纤及光缆供货商之一，主要生产和销售通信行业广泛采用的各种标准规格的光纤预制棒、光纤、光缆，基于客户需求的各类特种光纤、光缆，以及射频同轴电缆、配件等产品，公司拥有完备的集成系统、工程设计服务与解决方案，能为世界通信行业及其他行业(包括公用事业、运输、石油化工及医疗)提供各种光纤光缆产品及相关解决方案，在全球60多个国家和地区提供优质的产品与服务。

长飞光纤开发的抗弯R5系列器件保偏光纤，在解决宏弯损耗、宏弯串音和全温串音等关键指标的同时，还兼顾了客户端应用性能，包括研磨性能、熔接性能等等。R5系列器件保偏光纤包括：C波段抗弯R5保偏光纤、C波段耐高温抗弯R5保偏光纤和O波段抗弯R5保偏光纤。该系列光纤专为5mm小弯曲半径保偏光纤器件开发，在10圈5mm弯曲半径条件，具备小于0.1dB的宏弯附加损耗和小于-30dB的串音指标。公司的全系列保偏关系包括：常规器件保偏光纤、抗弯型器件保偏光纤/细径型器件保偏光纤、小模场器件保偏光纤。

图：2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：长飞光纤的保偏光纤

资料来源：长飞光纤，国信证券经济研究所整理

罗博特科一家研制高端自动化装备和基于工业互联网技术的智能制造执行系统软件(MES)的高新技术企业,公司拥有完整的研发、设计、装配、测试、销售和服务体系，为光伏电池、电子及半导体、汽车精密零部件、食品药品等领域提供柔性、智能、高效的高端自动化装备及制造MES执行系统软件。

2023年9月罗博特科公告拟收购苏州斐控泰克81.18%股权、境外交易对方ELAS持有的FSG和FAG（以下简称“ficonTEC”）各6.97%股权。收购完成后，公司将持有ficonTEC100%股权。 FiconTEC总部位于德国，是全球光子及半导体自动化封装和测试领域的领先设备制造商之一，尤其在硅光电子、光电共封装（CPO）等前沿领域处于世界领先水平。通过本次收购，罗博特科将打破国内相关高端设备被海外垄断的现状，解决光子及量子技术发展难题，实现高集成度光子器件设备产业链自主可控。此前，罗博特科通过斐控晶微持有ficonTEC 18.82%股权。

图：罗博特科2020-2024年公司营业收入（百万元）

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：罗博特科收购菲控泰克股权图示

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理

图：Ficon TEC设备

资料来源：Iqonic官网，国信证券经济研究所整理

四、投资建议

CPO交换机相比传统交换机，需引入近交换芯片的光引擎、光柔性板Fiber Shuffle/保偏光纤PMF、外置激光器ELS及CW光源等。根据Lightcounting预测，未来5年CPO技术渗透率将快速增长，预计到2029年，3.2T CPO端口出货量预计将超过1000万个（2024年CPO端口出货量不超过百万个），若有100万个GPU做千卡GPU集群，则需要超过1,500万个CPO端口；按照目前各类器件的价格测算（并考虑价格年降），未来5年光引擎的市场空间超过100亿美元，光源ELS、光柔性板Fiber Shuffle、连接器MPO、光纤阵列FAU的市场空间超过30亿美元。

表：重点公司盈利预测和估值

公司代码	公司名称	收盘价（3月11日）	总市值（亿元）	净利润	PE					PEG 2024E
公司代码	公司名称	收盘价（3月11日）	总市值（亿元）	净利润	2024E 2025E	2026E	2024E	2025E	2026E	PEG 2024E
000938.SZ	紫光股份	29.4	839.7	23.2	29.5	35.2	36.1	28.5	23.9	2.0
301165.SZ	锐捷网络	77.0	437.7	5.6	7.2	8.7	78.5	60.5	50.1	2.3
300308.SZ	中际旭创	102.4	1131.0	51.7	89.2	110.0	21.9	12.7	10.3	0.3
300394.SZ	天孚通信	90.0	498.4	14.2	22.9	30.1	35.2	21.7	16.6	0.5
300502.SZ	新易盛	94.4	669.1	24.8	44.6	58.3	26.9	15.0	11.5	0.2
002281.SZ	光迅科技	52.2	414.1	7.9	11.4	14.7	52.4	36.3	28.1	1.5
000988.SZ	华工科技	46.1	463.9	13.4	17.2	21.8	34.8	27.0	21.3	1.1
300570.SZ	太辰光	95.8	217.7	2.5	4.0	5.5	85.4	54.3	39.5	1.4
300548.SZ	博创科技	45.5	131.0	1.6	2.0	2.7	83.7	65.3	48.3	1.5
688313.SH	仕佳光子	18.8	86.4	0.6	1.3	1.9	135.5	68.7	45.9	1.0
688498.SH	源杰科技	129.0	110.2	(0.1)	1.3	2.1	-	82.6	53.4	-
688048.SH	长光华芯	60.8	107.2	(0.9)	0.2	0.6		476.6	175.9
301486.SZ	致尚科技	67.4	86.7	0.9	1.1	1.5	100.0	80.5	56.5	4.6
601869.SH	长飞光纤	37.6	284.8	8.8	10.5	12.2	32.3	27.0	23.3

资料来源：Wind，国信证券经济研究所整理；各公司盈利预测取自Wind一致预期

◆ AI发展及投资不及预期

行业竞争加剧

全球地缘政治风险

新技术发展引起产业链变迁

国信证券投资评级

投资评级标准	类别	级别	说明
报告中投资建议所涉及的评级（如有）分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后6到12个月内的相对市场表现，也即报告发布日后的6到12个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A股市场以沪深300指数（000300.SH）作为基准；新三板市场以三板成指（899001.CSI）为基准；香港市场以恒生指数（HSI.HI)作为基准；美国市场以标普500指数(SPX.GI)或纳斯达克指数（IXIC.GI）为基准。	股票投资评级	优于大市	股价表现优于市场代表性指数10%以上
		中性	股价表现介于市场代表性指数±10%之间
		弱于大市	股价表现弱于市场代表性指数10%以上
		无评级	股价与市场代表性指数相比无明确观点
	行业投资评级	优于大市	行业指数表现优于市场代表性指数10%以上
		中性	行业指数表现介于市场代表性指数±10%之间
		弱于大市	行业指数表现弱于市场代表性指数10%以上

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国信通信·行业专题报告数据中心互联技术专题一：AI变革推动CPO技术商业化加速

CPO是一种新光电互联集成技术

本轮AIGC革命拉动了新一轮数据中心网络发展，CPO技术同样受益，主要发展催化点包括：

本轮AIGC革命也推动了CPO技术加速迭代更新，未来CPO技术主要演进路径包括：

Ayarlabs、博通、intel等头部厂商均在积极研发Optical IO技术，实现算力芯片间的光互联。

二、CPO技术涉及各器件均有望迎来快速增长

目前主流两类CPO交换机方案：

三、产业链各关节头部公司均在积极布局CPO

四、 投资建议

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