光通信系列报告二：光电共封装重构算力互连架构，CPO 开启高密度高能效新时代

2026年02月13日 通信 证券研究报告 光通信系列报告二：光电共封装重构算力互连架构，CPO开启高密度高能效新时代 投资评级领先大市-A维持评级 首选股票目标价（元）评级 以光电融合共封装，实现密度、性能、能效、架构全面跃升： CPO作为下一代数据中心互连的核心技术，通过光电芯片的封装级深度融合，全面突破铜互连与可插拔光模块的物理边界，在密度、性能、能效与系统架构四个维度实现代际跃升。相较铜缆，其以光代电，彻底打破高速传输的距离与带宽瓶颈；相较可插拔光模块，CPO将端口带宽密度提升一个数量级，为224G+SerDes与太比特级交换架构提供底层支撑，同时系统级功耗下降可达50%以上。通过缩短电通道、统一热管理及简化光布线，CPO进一步提升系统可靠性并优化 整体TCO，正在重塑高端算力互连的技术范式。 海外巨头技术演进全面提速，产业化进程有望较27年前移： 全球算力龙头正同步加速CPO技术路线落地。NVIDIA已明确2025–2026年“双代递进”商用节奏，从强调可维护性的准共封装快速演进至深度共封装形态，直接服务超大规模AI集群互连需求。Broadcom持续推动CPO平台向更高交换带宽（102.4T）与先进封装体系（FOWLP、COUPE）演进，并以开放生态模式带动产业链成熟。Intel则从先进封装与光电耦合基础能力切入，分阶段夯实规模制造条件。三大巨头分别从系统牵引、制造平台与底层技术三端形成合力，标志着CPO正由技术验证期迈向工程化部署阶段，大规模应用窗口有望早于此前市场预期。 马良分析师SAC执业证书编号：S1450518060001maliang2@essence.com.cn 常思远分析师SAC执业证书编号：S1450525120001changsy1@sdicsc.com.cn 相关报告 Scale-up增量厚积薄发，激活全产业链共同向上： CPO的真正增长引擎来自Scale-up高带宽互连的刚性需求，而非传统Scale-out网络的成本替代逻辑。以NVIDIA Blackwell架构为例，其NVLink单GPU互连带宽已达7.2Tbps，约为800G以太网方案的9倍，传统可插拔光模块在功耗与带宽密度上已逼近物理极限。CPO凭借极短电通道与高集成光引擎，成为当前能够同时满足超高速率、低功耗与高端口密度的系统级方案，确立其在Scale-up领域的战略卡位。这一架构升级正推动产业链价值重构：上游硅光芯片与高性能激光器价值量显著提升，中游先进封装与光电协同制造成为核心壁垒，下游AI系统与液冷散热需求同步扩张。CPO不再只是单点器件创新，而是正在成为驱动新一代算力基础设施升级的核心技术底座。 投资建议： 在光通信产业加速向800G及1.6T以上演进、CPO技术由验证阶段逐步迈向产业化落地的关键窗口期，我们建议重点关注在核心器件与关键工艺环节实现实质突破、并已进入头部客户验证体系的优质标的，包括：龙芯中科、炬光科技、莱特光电、致尚科技、源杰科技、天通股份、腾景科技、罗博特科、太辰光、工业富联、华勤技术、科华数据等。 风险提示：新技术发展不及预期；市场竞争加剧；AI发展及投资不及预期。 内容目录 1.光电融合革命：CPO技术如何重塑下一代算力基础设施...........................62. CPO核心优势：光电融合驱动的架构革新.......................................72.1.高密度集成：突破物理空间限制，提升单位面积算力.......................72.2.高能效表现：重构光电转换路径，大幅降低系统功耗.......................82.2.1.架构重构实现能效跃升............................................82.2.2.规模部署带来显著节能收益.......................................112.3.高性能突破：解决信号完整性瓶颈，支撑高速率与低时延性能..............112.4.架构简化：降低系统复杂性和总拥有成本................................123. CPO的核心挑战：架构变革下的四大难题......................................123.1.灵活性缺失与生态锁定................................................143.2.异质集成热管理难问题................................................153.3.测试困境与良率瓶颈..................................................153.4.技术迭代周期错配....................................................164.海外巨头技术演进全面提速，CPO产业节奏有望较27年预期提前.................164.1.英伟达：Scale-out产品率先落地，技术升级指向带宽密度与深度封装.......164.2.博通：先发卡位并主动拥抱技术迭代，关键架构升级推动平台迈向高带宽规模化部署.....................................................................194.3.英特尔：四阶段分步推进，从封装级电互联过渡至3D光子集成.............215. CPO产业链：AI驱动下的紧耦合生态与垂直整合趋势............................225.1. ASIC：系统性能的决策核心............................................235.2.光引擎：光电转换的集成枢纽..........................................245.2.1.调制器：技术路线三足鼎立，厂商因地制宜.........................265.2.1.1.马赫-曾德尔调制器（MZM）：技术成熟的高性能路径............265.2.1.2.微环调制器（MRM）：高密度集成的代表，受产业龙头青睐.......275.2.1.3.电吸收调制器（EAM）：在热稳定性与集成度间寻求平衡.........275.2.2.光引擎技术演进路线：围绕“系统集成优化”与“多维带宽扩容”展开突破......................................................................285.3.光路系统：信号生成与精准传输的生命线................................285.3.1.内置/外置光源：ELS破解热管理与可靠性瓶颈成为主流方案..........285.3.2.光纤阵列单元（FAU）：高精度设计需求带来高价值量与高壁垒.........295.3.3.高密度无源器件：随端口密度与CPO渗透率的同步放大打开增量区间...315.4. CPO产业化落地驱动产业链价值重构，核心组件与先进封装成受益焦节点.....325.4.1.受益环节：CPO核心组件、先进封装引领价值增长...................325.4.2.承压环节：传统模块与分立元件或面临结构性替代...................326.关注CPO相关投资机会......................................................336.1.源杰科技............................................................336.2.仕佳光子............................................................336.3.长光华芯............................................................346.4.致尚科技............................................................346.5.炬光科技............................................................34 图表目录 图1.未来全球通信趋势........................................................6 PJ/bit........................................................................6图3.光模块方案趋势演进......................................................7图4.光模块方案趋势演进与优势对比............................................7图5.可插拔式光模块手持图（144.75*82*13.6mm）................................8图6. CPO模组与硬币大小对比(7.8*16*8mm)......................................8图7.不同光模块性能对比......................................................8图8. Nvidia Spectrum-X Photonics与传统可插拔光模块功耗对比图（CPO省去了DSP功耗大幅降低）..................................................................9图9.相比于可插拔光模块CPO省去了长距离电传输................................9图10. Intel硅光集成CPO功耗迭代............................................10图11. SerDes功耗与通道信号损失强相关........................................10图12.博通的测试中CPO相比于可插拔光模块功耗节省65%.........................10图13.传统EML方案可插拔光模块与CPO连接损耗对比............................11图14. Marvell CPO交换机展示方案.............................................12图15.带有可插拔式光模块的交换机方案........................................12图16. CPO将逐渐从Scale-out开始向内渗透最终成为主流.........................13图17. Nvidia机架Scale-up带宽未来将远超Scale-out带宽.......................14图18. 2020年中国交换芯片市场份额集中在三大厂................................15图19.晶圆代工厂（如台积电）参与CPO方案....................................15图20.温度对CPO性能影响剧烈................................................15图21.光模块迭代趋势..................................