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股市情报:上述文章报告出品方/作者:半导体产业纵横;仅供参考,投资者应独立决策并承担投资风险。

CPO交换机,进入量产阶段

时间:2026-07-27 17:51
上述文章报告出品方/作者:半导体产业纵横;仅供参考,投资者应独立决策并承担投资风险。

能够自主掌控硅光子设计、光引擎制造和先进封装的供应商,将在2027-2028年CPO交换机市场实现量产后占据领先地位。

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TrendForce 最新发布的关于光通信行业的研究显示,NVIDIA 已开始向部分合作伙伴交付其新一代 Spectrum-X CPO 交换机。与此同时,博通也在继续小规模交付其 51.2T Bailly CPO 交换机,这标志着共封装光器件 (CPO) 正式进入量产阶段。

包括光学引擎、硅光子芯片和先进封装在内的关键部件的供应能力,预计将成为决定未来生产扩张速度的主要因素。

TrendForce指出,NVIDIA与台积电联合开发的Spectrum-X CPO交换机采用台积电先进的COUPE封装技术,可提供高达400 Tb/s的交换容量。预计2026年下半年产能将进一步扩大。

博通的51.2T Bailly CPO交换机已在台达电子和Micas Networks的支持下进入量产阶段。与传统的可插拔光收发器相比,该解决方案可将功耗降低高达70%,并已完成与Meta等超大规模运营商的部署验证。

CPO通过将光器件直接集成在交换机ASIC周围,显著提高了电源效率,并已成为下一代高带宽交换机的领先架构。然而,TrendForce指出了可能制约市场扩张的三大主要供应端瓶颈。

首先是光引擎,它将激光器、调制器、光电探测器和光耦合元件集成到一个高度复杂的模块中。高良率和有效的热管理至关重要,这使得大规模生产仅限于少数供应商。

第二个瓶颈在于硅光子学(SiPh)领域,该领域晶圆制造和先进封装对精度和可靠性要求极高。漫长的产能建设周期使得短期内几乎没有增加供应的灵活性。

第三个挑战是先进封装。随着CPO开关越来越依赖COUPE等技术,它们必须与人工智能芯片和高性能计算(HPC)处理器直接竞争相同的2.5D/3D封装资源,这进一步加剧了供应紧张。

供应链压力正导致供应商战略出现明显分化。一些云超大规模企业通过长期采购协议锁定供应,并战略性地入股上游硅光子器件供应商。与此同时,英伟达正在深化与台积电的联盟,后者掌握着先进的封装产能,以推动垂直整合。而像谷歌这样的公司则转向自主研发光学元件,彻底摆脱对外部供应商的依赖。

TrendForce认为,垂直整合正成为行业默认模式。能够自主掌控硅光子设计、光引擎制造和先进封装的供应商,将在2027-2028年CPO交换机市场实现量产后占据领先地位。

图片 CPO是什么?共封装光学为何是AI非它不可的技术?

随着生成式AI模型日趋庞大,庞杂的数据处理导致以往硬件使用的传输技术濒临极限,而CPO也因此成为突破AI算力瓶颈的关键拼图之一。

共封装光学CPO(Co-Packaged Optics)是一种先进封装技术,是将光学元件(如硅光子光引擎)与电子芯片(如GPU、网络交换芯片等)整合于同一块封装基板上,借由整合光收发模块,并以光信号取代以往用电信号传输的数据,CPO能达到更快且不易产生热量的传输效果。

过去服务器内的数据主要依靠铜线传输电信号,当数据要跨服务器进行传输时,会先将电信号传送到主板边缘的光收发模块,经转换成光信号后再传过去,这段路径由十几厘米的铜线所组成。

由于AI数据中心服务器传输的数据量变得比以往更为庞大,无论在密度还是功耗方面,依靠铜线传输电信号的方式皆已无法负荷,当传输速率超过100G或200G时,运用铜线即会撞上铜墙(Copper Wall),产生传输距离缩短、信号衰减与耗电等诸多物理问题,这导致大量电力被浪费在搬运数据上,而非用于运算。

CPO的出现缩短了这十多厘米铜线的距离,因为硅光子芯片(PIC)与电子集成电路(EIC)封装在一起,彼此的距离缩短到剩下几毫米的单位,换句话说,当电信号一离开运算芯片,即可在极短距离内被转换为光信号供后续步骤处理。相比之下,采用CPO的方式较传统铜线更为省电、信号不易衰减,且较少高温问题,让AI数据中心和超级计算机能更有效率地运行。

有“PCB女王”之称的廖婉婷指出,当数据传输规格再往上走时,铜线将很难负荷,全面转向光传输几乎是必然趋势,采用CPO架构的产品初期成本会比较高,渗透率不会马上拉升,但未来2、3年之间普及的速度会明显加快。

图片 FA、FAU差在哪?光纤阵列与光纤阵列单元一字之差、身价大不同

在运用CPO的技术中,“光”是当中的主角,而如何精准地把光转移至极小的芯片内,是一项极为关键的步骤,在此处涉及光通信领域的两个名词,光纤阵列FA(Fiber Array)与光纤阵列单元FAU(Fiber Array Unit),它们是不可或缺的配角,分别代表了“核心结构”与“完整模块”的差异。

FA指的是一种高精度的排列结构,当一根光纤的纤芯达到9微米左右宽时,会变得比头发还要更细,若要将数根光纤同时对准光学芯片上的微小通道,在尺寸上很难用手去处理,因此业界会使用刻有极高精度V型槽的基板,按照一定间距将多根无外皮的裸光纤放进基板的V型槽中,并盖上盖板以特殊胶水将其固化,这样的处理最终能让多根光纤变成一排平整的阵列,保持精确的间距。

FAU则是将FA进一步延伸处理,经过后段加工与配件后所制作出的完整终端无源器件,为CPO里的关键无源光学元件,主要作用是将多根光纤以极高精度的间距固定,并对准芯片上的光波导。通常一个FAU会包含FA、从尾端延伸出的光纤线、保护套管,前端会被精密研磨成特定斜角或同微透镜、90度转折的微棱镜等微光学元件作组合,让要传输的信号能够实现光耦合,无损地传送至另一个光学元件。

FA的良率影响的是损耗均匀性、外观可靠性等项目,出错成本较低且可以部分修正;对于FAU而言,良率涉及更多因素的叠加,任何一个加工步骤出现偏差,都可能让整颗CPO模块报废。综合来看,FA与FAU都是CPO缺一不可的重要部件,FA是FAU的基础原料,经由精密工艺、设备与测试等步骤后,可升级成FAU,同时这也是FAU毛利率与技术壁垒较FA高的原因。

图片 玉晶光、先进光抢进CPO!光学厂争食大饼

大立光董事长林恩平稍早透露公司涉足硅光子的最新进展,证实已取得首家客户FA量产规格,7月正式送样,若认证顺利,最快2027年中开始量产并贡献营收。消息一出,大立光成市场资金追逐的焦点。

不只大立光,中国台湾光学厂也争相抢进CPO赛道。玉晶光董事长陈天庆证实,公司已切入CPO关键无源器件领域,除完成产品开发外,目前部分产品已开始出货,下半年将全力推进客户认证与量产规划,未来有望成为公司继手机镜头之后的第二大成长引擎。

总经理郭英理指出,在CPO部分,目前专注于技术门槛较高的关键无源器件,可提供的产品包括MT插芯(Mechanical Transfer Ferrule)、准直器(Collimator)、棱镜(Prism)、V型槽等关键器件,目前多数产品处于送样验证阶段,部分产品则已开始小批量出货,2027~2028年逐步量产。

先进光在今年COMPUTEX 2026展会中展示共封装光学(CPO)相关产品。先进光董事长高维亚透露,目前会先以V型槽(V-groove)和MT插芯(Mechanical Transfer Ferrule,机械转移插芯)产品为主,由于这两项产品属于精密加工产品,主要取决于加工精度及良率,只要良率稳定,毛利率表现也会相对稳定;未来也不排除加入棱镜(Prism)等器件,毕竟目前市场需求远大于供给。

高维亚提到,先进光正积极拓展光纤阵列单元(FAU)客户,相关新品预计在8月时送交客户验证,若是进展顺利,预计2027年可以开始量产,期望能成为继NB摄像头业务后的第二大产品线,营收占比目标可达到约30%。

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