CPO商用化提速：Scale-out突破0到1，Scale-up有望率先大規模落地？

要站在光里，不要光站在那里。今日CPO概念板塊中，新易盛、中際旭創創歷史新高，沃格光電漲停，中富電路等跟漲。

光電共封裝（CPO）技術正從實驗室走向大規模商用，AI算力爆發帶來的功耗與帶寬瓶頸，正將這一技術推至數據中心建設的核心議題。

據西部證券研發中心最新發布的光模塊行業深度報告，在英偉達、博通等頭部廠商推動下，CPO商業化進程明顯提速。

在Scale-up側，由于NVLink等縱向擴展網絡屬于專有封閉體系，頭部廠商具備垂直整合能力以推動CPO落地，商業化推進需求的迫切性更高，但供給端的良率與產能瓶頸同樣更為關鍵。

在Scale-out側，CPO商用突破0到1，滲透率有望逐步提升；但對功耗和成本的改善幅度相對有限（三層網絡架構下總功耗僅優化2%、總成本僅優化3%），商業化節奏相對平緩。

同時，CPO交換機供應鏈高度碎片化，激光源、ELS模塊、光電測試等各環節均涉及多家供應商；建議關注大功率CW光源、FAU等分工清晰、已率先參與CPO交換機廠商聯合研發或有訂單預期的環節。

CPO核心優勢與現實短板

CPO（Co-packaged Optics，光電共封裝）通過將光引擎與交換機ASIC芯片集成封裝在同一基板上，從物理層根本上緩解了傳統數據中心網絡架構的瓶頸。

其核心優勢體現在三個維度：

一是大幅降低功耗，較DSP光模塊節能50%以上，英偉達Q3450 CPO每800G帶寬功耗僅4-5W，節能幅度達73%；
二是突破銅纜限制，支持跨機架擴展，英偉達Spectrum 6800理論上可連接131,072個GPU；
三是信號完整性顯著改善，電信號傳輸距離從15-30厘米縮短至數十毫米，MTBF（平均無故障時間）達260萬小時，遠超可插拔模塊的50-100萬小時。

長期來看，兩層網絡場景下，CPO方案可使集群總成本降低7%、網絡成本降低46%、光模塊成本降低86%。

但CPO并非沒有代價。光引擎單套成本高達3.5-4萬美元；高密度集成帶來嚴峻的散熱挑戰，需配套液冷系統；由于光引擎與主芯片固化集成，一旦故障通常需要更換整塊板卡，可維護性和靈活性較差。

此外，缺乏統一行業標準導致跨廠商兼容性差，英偉達的COUPE方案與博通的FOWLP方案之間目前尚無互操作共識。

多技術路線并行，過渡方案各有側重

當前業界并非單押CPO一條路線，而是多種技術方案并行演進，形成從可插拔到共封裝的技術光譜。

LPO（線性可插拔光模塊）通過移除傳統收發器中的DSP芯片、將信號處理轉移至主機端ASIC，實現功耗、成本和延遲的降低，但傳輸距離受限，系統兼容性存在挑戰。

NPO（近封裝光學）定位"內置式可插拔"，相較CPO具備光引擎可插拔、適配PCB板工作、不占用先進封裝資源及可大規模量產等優勢，在功耗和時延方面存在一定劣勢，被視為CPO的重要過渡方案。

XPO（超高密度可插拔光學）則代表可插拔路線的激進演進。2026年3月，Arista正式宣布成立XPO MSA，目標形態為64通道、12.8Tbps單模塊帶寬，支持每模塊最高400W的冷板散熱能力，相對1600G-OSFP光模塊實現約4倍密度提升，兼具大帶寬、原生液冷和可插拔運維特性。

此外，立訊精密主推的CPC（共封裝銅纜）方案通過從封裝基板直接引出雙同軸銅纜，在信號完整性方面具備關鍵優勢，有望為448G SerDes部署提供可行路徑；

MicroLED CPO則通過將微米級發光二極管陣列與CMOS驅動電路集成封裝，以并行光發射方式實現更高密度傳輸，代表更遠期的技術探索方向。

綜合供應鏈成熟度和性能優勢，CPO相較于NPO和可插拔方案的綜合性價比優勢目前仍不明顯，客戶認可度有待提升。后續核心觀察變量在于：交換機芯片與SerDes通道的迭代情況，以及NPO規模化生產良率與CPO總成本之間的動態比較。

英偉達CPO交換機結構件全拆解

以英偉達Quantum X800-Q3450 IB CPO交換機為樣本，系統拆解CPO核心結構件與制造難點。首先該交換機配置如下：

該交換機配備4顆Quantum-X800 ASIC芯片，采用臺積電4nm工藝，單芯片帶寬28.8T，總帶寬達115.2T，擁有1070億個晶體管。
光學側搭載72個1.6T光引擎，每三枚為一組可拆卸光學子組件，每枚光引擎對應8個單通道200Gbit/s微環調制器（MRM）。
激光源采用18個ELS模組，共計144個連續波（CW）DFB激光芯片，每顆功率輸出約300-350mW。
收發兩端合計1440根光纖，其中1152根用于發射/接收，288根為保偏光纖，對應144個單模MPO端口和36個保偏MPO。

存在以下四大核心制造環節：

微環調制器（MRM）：相較于馬赫-曾德爾調制器（MZM），MRM尺寸極緊湊（面積25-225μm2），功耗低，天然支持WDM，但溫度敏感性極高（約為MZM的10-100倍），需精密溫控系統，非線性特性也給高階調制帶來挑戰。

PIC與EIC封裝：從2D、2.5D逐步向3D封裝演進，3D封裝通過垂直互連實現更短傳輸距離、更高集成度，但工藝難度和良率壓力顯著上升，是當前CPO技術研究的熱點與難點。

OE與ASIC芯片封裝：以英偉達Spectrum-X Photonics交換芯片封裝為例，其基板尺寸達110mm×110mm，遠超Blackwell架構的70mm×76mm；封裝過程中需先將36個已知合格的光學引擎通過倒裝焊技術固定在基板上，再進行中介層模塊鍵合，良率控制難度極高；隨著中介層尺寸增加，翹曲問題亦日益凸顯。

光纖耦合：CPO系統要求光纖以亞微米級精度對準芯片上的波導，且需在存在熱效應的交換機機箱內部完成操作，難度遠超可插拔模塊場景。邊緣耦合為當前主流方案，依賴微透鏡聚焦與波導錐形結構實現高效耦合。

供應鏈高度碎片化，關注分工清晰的核心環節

當前CPO供應鏈的碎片化程度，是制約其商業化提速的核心障礙之一。

從英偉達CPO交換機供應鏈圖譜來看，激光源、ELS模塊、FAU、MPO連接器、晶圓代工、OSAT封裝、光電測試等各環節均涉及多家供應商，但具備完整光電融合工藝能力的代工廠、專用高精度光電測試設備供應商及標準化封裝材料商仍相當稀缺。

在Scale-up側，CPO面臨的供給端制約更為突出。由于NVLink等縱向擴展網絡屬于專有封閉體系，頭部廠商具備垂直整合能力以推動CPO落地，商業化推進需求的迫切性更高，但供給端的良率與產能瓶頸同樣更為關鍵。

在Scale-out側，CPO對功耗和成本的改善幅度相對有限（三層網絡架構下總功耗僅優化2%、總成本僅優化3%），商業化節奏相對平緩。

建議投資者優先關注兩類方向：

一是分工清晰、已率先參與CPO交換機廠商聯合研發或有訂單預期的環節，包括大功率CW光源、FAU及ELS模組；

二是相較可插拔光模塊具有彈性增量的環節，包括CPO耦合/測試設備、保偏光纖、先進封裝（PIC和EIC封裝）、ASIC芯片和OE封裝、光纖分纖盒等。