近期，台积电在最新技术论坛上宣布，全球首颗COUPE技术MRM多速率模块将于今年量产，并全面整合CPO架构。

根据台积电技术会上的表述，如果说过去几年市场熟悉是CoWos，那么产业下一个要记住的关键词，就是COUPE。

台积电在论坛上指出，算力功耗未来2-3年将暴增200倍，数据中心正迈向"全光化"时代。

早前，英伟达与康宁已正式官宣深度合作，康宁计划将光连接产能扩产10倍，推动Scale-Up架构从"全铜互联"彻底切换至"全光互联"。

从海外ASIC到光连接巨头，从封装到材料环节，当前全光化加速开启。

本文重点聚焦光互联和先进封装核心技术COUPLE产业链、竞争格局和产业趋势。

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COUPE技术概览

当前AI数据中心面临的最大瓶颈不是算力不够，而是功耗和带宽密度已经接近物理极限。

传统可插拔光模块中，交换机ASIC与光引擎之间的连接采用铜线或短距有源光缆，单端口功耗高达30-35瓦。

在此背景下，CPO逐渐成为降低功耗的共识方案。

CPO交换机结构图：

资料来源：SENKO

CPO（Co-PackagedOptics，共封装光学）通过将光引擎直接封装在交换机ASIC旁边，将单端口功耗从30-35瓦降至7-9瓦，降幅高达70%，该方案已被英伟达、博通等头部客户反复验证。

现阶段，台积电的COUPE硅光整合平台，正是CPO最核心的产业化支撑之一。

台积电COUPE技术演进路线：

数据来源：《Silicon photonics CPO testing technology challenges》（Ching Cheng Tien，矽格股份）

什么是COUPE？

COUPE（Co-Packaged Optics Ultra Performance Engine，紧凑型通用光子引擎），是台积电基于SoIC® 3D混合键合技术构建的下一代硅光平台。

它不是简单的"把光模块塞进封装里"，而是台积电利用其在CoWoS/InFO先进封装基础上，专为CPO场景设计的标准化封装平台，旨在实现CPO中的高效光电信号互联。

资料来源：乐晴智库精选

核心设计理念：在同一封装基板上，将电子芯片（EIC，如Switch ASIC）与光子芯片（PIC）通过晶圆级混合键合技术实现高密度互连，并配套完整的光引擎封装方案。

技术核心环节：涉及EIC、PIC、FAU（光纤阵列单元） 的集成，采用SolC-X工艺实现EIC-on-PIC堆叠。

技术结构：最上层为Si Carrier（硅载板），其下方依次是EIC（电子集成电路）和PIC（光子集成电路）。EIC与PIC通过垂直互连结构实现电气与光信号的协同传输。底部通过金属凸块连接外部电路，上方通过光栅耦合器实现芯片间的光信号耦合。

COUPE技术图示：

资料来源：TSMC

台积电提出了全新的AI芯片"三层蛋糕"理论，从芯片角度将AI产业分为：

第一层：运算（算力基础）-当前竞争焦点。

第二层：异质整合与3D IC（先进封装）-CoWoS/SoIC的战场。

第三层：光子与光互连-台积电明确指出这是“未来最重要”的一层，确认了从“电互连”向“全光化”转型的行业趋势。

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COUPE产业链

COUPE核心价值在于，通过台积电在先进封装领域的绝对主导地位，将CPO的制造门槛大幅降低，使CPO从"实验室方案"变为"可大规模部署的标准产品"。

这一变革将重塑整个光通信产业链的价值分配。

包括上游光芯片/激光器、FAU、SOI硅片；中游封装测试以及下游光模块各环节有望协同深度受益。

资料来源：乐晴智库精选

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上游核心器件/材料

台积电的COUPE技术需求将直接拉动高速光芯片、光源以及衬底的需求量级跃升。

光芯片

光芯片在800G/1.6T光模块中的成本占比，已从10G时代的约15%上升至约40%，CPO将进一步推高这一比例。

从全球市场格局来看，美国II-VI全球份额约35%、博通、Lumentum、英特尔以及欧洲意法半导体、日本住友电工、古河电工和三菱电机等厂商在InP激光器/探测器、光芯片等领域有所布局。

中国大陆头部厂商中，源杰科技25G/50G DFB/EML芯片已量产，积极布局100G 产品。长光华芯高功率激光芯片，在数据中心光互联领域加速渗透。仕佳光子主要布局AWG/PLC阵列波导光栅、DFB激光器。光迅科技布局全平台光芯片，25G/50G/100G EML量产且垂直整合。云岭光电、敏芯、立昂微、华工科技等加速国产替代。

衬底

可以说衬底的质量等于激光器性能的天花板。主流衬底材料包括InP（磷化铟）、GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）和Si（硅）等。

当前硅光方案SiP与InP方案并存：短距（<2km）用硅光--台积电COUPE的主场；长距用InP。

InP：InP主要厂商为美国AXTI 等。日本三大InP衬底厂商为住友电工、古河电工和三菱电机。国内云南锗业、北京通美、立昴微、有研新材、三安光电、中国电科13所/46所、苏州纳维等在InP衬底均有所布局。当前InP DFB 键合到硅 是确定性较高的方案，博通 已实现量产。

硅光：硅光技术利用硅基材料作为光电器件的基础，通过CMOS工艺实现光电器件的集成制造，具有成本低且易于大规模生产等优势。全球硅光材料市场主要由康宁、住友电工等海外厂商垄断，国内天通股份、石英股份、菲利华等均有所布局。

SOI硅片：CPO的核心材料。当前硅光技术已成为800G和1.6T高速光模块的 核心方向，硅光渗透率有望从当前的~30%提升至 70-90%。硅光的核心衬底就是 SOI硅片，SOI的"三明治结构"（器件层-绝缘层-衬底层）使其成为制造硅光器件的理想平台。全球主要厂商包括法国SOITEC、日本SUMCO、中国台湾环球晶圆、中国大陆沪硅产业等。

光纤阵列单元FAU：是一种高精度无源光器件，通过V型槽基板将多根光纤按预设间距精确排列并固定。作为CPO的"最后一公里"，负责将光信号从PIC导入/导出光引擎。目前天孚科技已经完成1.6T光引擎规模量产和CPO配套光器件研发。

DFAU：Demountable FAU，可插拔FAU是 CPO 大批量商业化的核心组件，也是CPO从"能用"到"好用"的关键突破，正迎来 0→1的关键节点。外置光源和光纤链路是整个数据中心网络中最容易老化的部分。通过使用 DFAU 使得 CPO 交换机在数据中心机架上的运维变得可行，允许在不更换整个交换机主板的情况下，热插拔或单独更换损坏的光纤链路。DFAU即将迎来 0-1 的关键突破，DFAU是Senko的核心专利，代工厂致尚科技是其在中国的核心制造伙伴。

微透镜阵列MLA：在一个高度紧凑的封装中提供先进的光束整形、聚焦能力。全球第一梯队厂商包括德国SUSS MicroOptics、以及列Holo/Orée等。国内舜宇光学、蓝特光学、腾景科技、奥比中光、衍射光电等光学头部厂商加速布局。

SMO微透镜阵列/微棱镜模组：

资料来源：先进光子学

MPO连接器：MPO连接器可同时完成多芯光纤的并行传输，大幅提升布线密度。主要用于将CPO交换机连接到其他交换机或远端网卡，是CPO外部互联的关键组件。海外SENKO的MPO连接器组件作为光模块的关键接口，提供了坚固可靠的高密度连接解决方案。太辰光是MPO连接器供应商，通过康宁间接供应终端客户。

MPO连接器图示：

04

中游设备

根据台积电COUPE平台的生产工艺，光引擎的生产测试流程包括：晶圆级PIC生产、EIC与PIC混合键合、光引擎切片封装等。

CPO封测设备国产化率目前约15-20%，未来3年有望提升至40-50%，核心增量来自：测试（ATE）、切割减薄、混合键合三大环节。

封装环节中，国内德龙激光、罗博特科、华工科技、智立方等提供先进封装设备，长电科技通过COUPE平台将CPO与先进封装结合，进一步降低系统复杂度。此外，北方华创、中微公司、盛美上海、芯源微、华海清科等在扇出和凸块工艺设备方面均有涉足，支持CPO等先进封装需求。

英伟达CPO交换机架构：

资料来源：英伟达

耦合环节中，天孚通信独创“光引擎 FAU（光纤阵列单元）”耦合方案，解决CPO精密对准难题，耦合效率达95%。汇绿生态控股公司钧恒创新自研硅光耦合设备，优化光学路径设计，提升耦合稳定性与良率。卓兴半导体AS8136系列高精度贴片机支持微米级光芯片与电芯片对齐，贴装精度±3μm，达国际先进水平。

混合键合：作为核心环节（EIC-on-PIC）海外Besi一家独大，国内新益昌、文一科技、长川科技、华峰测控和精测电子等厂商均有所布局。

COUPE 系统 PIC-EIC 键合结构:

PIC后道：海外厂商中DISCO占据较大份额，国内宇环数控（精密研磨机）、德龙激光、大族激光（激光精密加工全品类）、博众精工（晶圆减薄设备）、华海清科（CMP设备，切入减薄环节）等加速国产替代。

测试设备：国杰普特自主研发硅光晶圆测试系统，可全自动测试有源/无源硅基光电子器件，支持高速信号检测与缺陷分析。中际旭创除封装技术外，其测试设备覆盖光模块性能验证，确保1.6T模块通过英伟达等客户认证。长川 华峰已能覆盖CPO光引擎大部分测试需求。此外，和林微纳探针卡是CPO测试刚需耗材。

英伟达 GTC 2026 协同设计路线图：

资料来源：英伟达，Semianalysis

此外，下游国内光模块厂商通过技术升级、生态合作与战略布局参与CPO产业链，在光引擎设计、硅光芯片制造、封装测试等环节均有所切入。

国内众多光通信产业链相关厂商中际旭创、新易盛、光迅科技等核心玩家已发布CPO样品。此外，天孚通信、太辰光、德科立等光引擎/无源器件厂商，以及汇绿生态、腾景科技、联特科技、华工科技、铭普光磁等多家已经开始布局CPO相关技术研发或业务。

整体来看，英伟达已率先采用台积电COUPE技术，博通第三代CPO交换机Tomahawk6 Davisson也有望全面转向COUPE方。台积电计划将基于SoIC的COUPE光学引擎进一步与CoWoS等先进封装体系整合，有望在同一封装内实现逻辑芯片、存储与光引擎的协同布局，从根本上支撑AI时代对超高带宽与极致能效比的需求。