共封装光学（CPO）与光模块

共封装光学（Co-Packaged Optics，CPO）是一种将光学引擎与交换芯片或计算芯片通过先进封装技术集成在同一封装体内的互连架构。CPO的核心特征是将光引擎和ASIC共封装在同一基板上，使电互联链路从传统方案的15–30厘米急剧缩短至毫米级，从而显著降低功耗[^c1]。2026年被机构定义为CPO产业化元年[^c7]，该技术从实验室验证正式迈入规模化商用的新阶段。2026年7月，PhotonCap调研确认面向交换机的CPO已正式从技术验证迈向客户部署阶段[^c55]。台积电2026年CPO路线图指向2倍能效提升和约90%的延迟降低[^c57]。

2026年7月，高盛发布研报预测AI网络市场将从当前的150亿美元增至2028年的1540亿美元，CPO预计占AI网络总支出的约59%（约910亿美元）[^c56]。与此同时，摩根士丹利从供应链角度指出全球CPO交换机出货量2026年预计仅23000台，远低于市场此前激进预期[^c60]，真实出货量大幅落后于叙事预期，市场混淆了"小批量验证导入"和"全行业普及"两个完全不同的周期[^c47]。

CPO将800G端口功耗从传统可插拔的14–16W大幅降至5.2–5.6W（降幅60%–68%）[^c43]，能效比提升至约3 pJ/bit。在224G通道速率下，NPO插损约10dB，CPO仅约5dB，远优于传统LPO方案的超过20dB[^c95]。英伟达在2026年将买下全球八成以上的1.6T光模块（超过2000万只）[^c96]，但同时通过CPO推动光学引擎从前面板向芯片封装迁移[^c59]。花旗与英伟达投资者关系团队于2026年7月交流确认，面向scale-out的CPO目前已随Spectrum-X进入量产，客户采用度很高[^c91]。在产业化层面，英伟达的Quantum-X Photonics InfiniBand CPO交换机已经正式出货，Spectrum-X Photonics以太网CPO交换机按原计划于2026年下半年启动量产和客户导入[^c37]。台积电"COUPE on Substrate"方案预计2026年下半年量产[^c30]。博通展示Tomahawk 6-Davisson 102.4 Tbps CPO交换机和3nm 400G每通道Taurus DSP[^c26]。三星正式进入光子集成电路代工领域，规划2029年提供全流程CPO代工服务[^c48]。

供应链方面，磷化铟（InP）激光器被识别为当前最大卡点——Yole预测2026年全球InP衬底需求260万–300万片，有效产能仅约75万片，缺口超过70%[^c58]。CW激光器扩产周期长达16–18个月[^c16]。英伟达向Coherent和Lumentum各投资20亿美元以锁定激光产能，向康宁投资5亿美元并建设三座新工厂[^c10]。大立光于2026年7月获得首笔CPO光纤阵列量产订单意向，规划2027年年中量产[^c90]。天孚通信披露FAU和ELS已处于稳定交付状态[^c88]。

在技术器件层面，硅光微环调制器（MRM）已从实验室器件跃升为CPO产业化的核心技术支撑。NVIDIA在一个1.6T硅光引擎中集成8个200G MRM[^c39]，实现了传统MZM方案无法达到的岸线带宽密度。博通则稳态推进基于MZM的CPO方案，CPO时代的第一道技术分岔口已经出现[^c39]。

企业布局方面，台积电凭借英伟达和博通的量产项目在交换机CPO赛道占据先机，三星则押注面向XPU-HBM系统的2.xD光学I/O封装，拟将HBM、逻辑芯片和硅光芯片整合至同一封装中。京东方于2026年7月宣布成立Micro LED光互连及玻璃载板CPO技术攻关项目组[^c54]。中国光模块龙头中际旭创2026年Q1营收194.96亿元（同比增192%），净利润57.35亿元（同比增262%），1.6T光模块为全球唯一批量供货厂商[^c51]。新易盛一季度营收83.38亿元（同比增106%）[^c52]。CPO当前对传统可插拔光模块替代比例虽仅约3%，短期冲击有限，但长期有望重塑整个产业架构[^c53]。

2026年7月，曦智科技在WAIC 2026上展示了与盛科通信联合推出的51.2T CPO光电共封装解决方案，该方案核心器件均由国内自主生产，搭载国产51.2 Tbps交换芯片，光引擎采用国产硅光工艺及先进封装技术，实现了全国产化CPO方案的首次亮相[^c93]。其NPO近封装光学芯片已全面迈入规模化商用阶段。

NPO（近封装光学）作为CPO与可插拔之间的过渡方案正在加速产业化。2026年7月9日，华为联合中国移动研究院、京东云、百度等20余家产业链伙伴共同启动OPEN NPO项目，并发起国内首个NPO光互连MSA，目标2026年第三季度发布首版技术规范、2027年上半年推动规模化商用[^c92]。2026年下半年，国内光模块厂商将联合交换机客户和AI数据中心终端客户开展NPO光引擎灰度测试[^c46]。海思光电、新易盛、光迅科技、华工正源等均已发布NPO产品。阿里云发布102.4T NPO交换机。TrendForce将CPO/NPO合并后给出了行业最激进的预测——市场规模从2025年约1亿美元跃升至2030年390亿美元以上[^c49]。

在市场风险方面，2026年7月17日市场流传跨界巨头跨界进入光模块的传闻，引发CPO板块指数大跌超8%（详见[[趋势/挑战与瓶颈]]）。

在市场预测方面，各家研究机构因统计口径不同而给出差异巨大的数字——TrendForce预测2030年CPO/NPO市场规模390亿美元以上[^c49]，东兴证券预测CPO市场2027年突破50亿美元、2030年增长至150亿美元[^c38]，Yole Group预测80亿美元。LightCounting预测1.6T PAM4芯片组2026年销售额超20亿美元，800G光模块出货量增长一倍以上。全球光收发器市场在2026年达到154.2亿美元，预计到2031年增至292.6亿美元（CAGR 13.67%）[^c24]；广义光模块市场预计达237亿美元，其中800G模块85亿美元、1.6T模块21亿美元[^c25]。

在挑战方面，高速率异构集成带来的良率问题仍是CPO大规模量产的严峻门槛。以16颗光引擎的CPO系统为例，每颗良率95%时系统级整合良率仅约44%[^c31]。摩根士丹利报告指出当前下游组装良率仅20%，目标2028年达到50%[^c60]。在成本结构中，光子芯片仅占模组总成本的20–30%，而封装环节成本占比高达60–70%[^c32]。在供应链层面，InP激光器产能缺口超过70%[^c58]，CW激光器扩产周期长达16–18个月[^c16]。