摘要
AI算力扩张与互连架构升级共同驱动光通信需求，NPO/CPO有望打开Scale-Up市场空间。海外科技巨头持续加大AI基础设施投入，支撑800G、1.6T高速光模块需求增长。同时，大模型训练与推理对GPU间数据交换提出更高要求，互连带宽增长滞后于算力提升，数据传输瓶颈日益突出。随着Scale-Up域由单机柜向多机柜扩展，铜互连面临更大的传输距离、信号完整性及功耗压力，光互连有望加速进入柜间Scale-Up场景，拓展行业需求边界。
硅光渗透与光电集成深化并行，NPO和CPO打开增量空间。硅光通过器件集成与规模制造，为高速可插拔光模块降本提供路径。NPO将光引擎部署于主芯片附近，缩短板级电连接，在降低损耗与功耗的同时保留相对独立的制造、测试和维护能力，落地条件相对成熟。CPO进一步将光引擎与主芯片共同封装，有望提升带宽密度、降低互连能耗，并通过架构简化减少物料成本，其规模化应用仍取决于封装良率、散热、光纤耦合及可靠性等环节的协同突破。
光电转换位置前移，推动产业链价值向光引擎、先进封装及高密度光连接环节延伸。NPO/CPO提高了光子集成芯片与电子集成芯片的协同设计要求，带动光引擎及封装技术升级。光纤阵列单元（FAU）与精密耦合器件承担芯片到光纤的低损耗连接，外置光源（ELS）推动连续波（CW）激光器向高功率、高可靠性升级。与此同时，机内光纤数量增加、布线复杂度提升，带动Shuffle通道重排组件、小型化连接器及精密插芯需求，具备精密制造和规模交付能力的供应商有望受益。
产业链公司的产品布局正由高速光模块向新型光互连及配套器件拓展，客户验证与量产交付是后续观察重点。中际旭创受益于800G需求增长及1.6T硅光模块放量，并布局6.4T NPO、12.8T XPO等产品。天孚通信依托光器件与光引擎平台，推进CPO配套FAU、ELS及NPO定制开发。炬光科技围绕高通道V型槽、微棱镜透镜阵列和精密模压透镜推进产业化，并向光源衬底材料及耦合测试装备延伸。
需求升级与技术演进，拓展光通信成长空间
- 资本开支：科技巨头季度资本开支持续扩张，AI基础设施建设仍处于加速阶段。26Q2，亚马逊/谷歌/微软/Meta资本开支分别达到542/449/410/311亿美元，同比增速分别为68%/100%/69%/83%。投入扩张与云收入、积压订单及算力需求同步上行；本轮资本开支并非单纯基于远期需求预判，而是受到客户订单、内部AI需求和产能短缺共同驱动。科技巨头年内多次上调资本开支指引，尚未释放主动收缩信号。
- I/O Wall背景下，互联赛道持续扩容：大模型参数规模正迈向十万亿级甚至更高，推动智能算力需求爆发式增长。超大模型训练中的张量并行、专家并行等模式，高度依赖集群内GPU之间频繁、大规模的数据交换，使互连瓶颈更加突出。亟需构建高带宽、低时延、高能效的新型互连架构，支撑算力集群持续扩展。
- 更高互联带宽与更大Scale-Up域：英伟达的架构演进体现出更高互联带宽与更大Scale-Up域的发展方向。从Blackwell到Vera Rubin，72-GPU域内的单GPU双向NVLink带宽由1.8 TB/s提升至3.6 TB/s，域聚合带宽由约130 TB/s提升至260TB/s；Rubin Ultra路线图则进一步扩展至576-GPU多柜域；综合考虑工程实现难度与部署可行性，我们认为，Rubin Ultra的8×72 GPU多机柜方案有望率先落地，带来柜间Scale-Up互联的增量需求。
- 可插拔光模块：硅光持续渗透：可插拔光模块在独立封装内完成电光与光电转换。硅光是可插拔光模块的一种器件集成路线。硅光利用半导体制造工艺，将调制器、探测器及部分无源光路集成到光子集成电路（PIC）中。硅光方案为光模块降本提供路径。相较于EML方案，硅光方案将高速调制功能转移至硅光芯片，采用CW激光器提供连续光；结合多通道集成、部分设计中的光源共享及规模制造，降低光学器件与装配成本。
光电集成深化，产业链增量环节凸显
- NPO/CPO产业链：关键组件、制造要求与代表厂商：CPO更强调封装级协同与良率，NPO保留较灵活的板级集成方式；两者均需更高精度的光耦合、更高密度的连接解决方案。CPO/NPO交换机关键环节包括：交换ASIC、光引擎及封装、光纤阵列与耦合、机内光纤布线及连接器；目前部分交换机产品配置了外置光源和光纤重排组件。
- OE：台积电COUPE平台布局领先：COUPE（Compact Universal Photonic Engine）是台积电面向AI和高性能计算的光电集成平台。COUPE通过SoIC混合键合，将处理电信号的EIC与处理光信号的PIC面对面堆叠，缩短两者之间的电连接。COUPE支持多种耦合方式，具有扩展性。COUPE既支持利用硅微透镜、背面铜反射镜和光栅耦合器进行垂直耦合，也支持利用氮化硅端部耦合器进行边缘耦合。COUPE也支持不同层次的共封装。光引擎可以放在封装基板上，与交换芯片组成多芯片模块（CPO-MCM）；也可以直接放到XPU的中介层上，实现更紧密的光I/O集成（CPO-OOI）。
- FAU与光耦合：连接PIC与光纤：FAU（Fiber Array Unit，光纤阵列单元）将多根光纤按设计间距排列，并配合PIC端耦合器或微光学结构，实现芯片与光纤之间的光信号传输。耦合的关键在于模场匹配与精密对准。光纤耦合方式分为边缘耦合与光栅耦合，前者具有低损耗和宽光学带宽优势，后者便于晶圆级光学测试和二维接口排布。可拆卸光纤接口有助于分阶段测试、装配和返修。玻璃波导连接方案为高密度光纤耦合提供了另一种实现方式。
- ELS：外置供光改善热管理：外置集中供光架构推动CW激光器向更高功率、更高可靠性升级。在采用外置光源的硅光CPO方案中，采用前面板可插拔的ELSFP模块，可以将激光器移离ASIC的高热区域，便于独立散热和现场更换。外置光源需要通过连接器和光纤向光引擎供光；单颗激光器服务多个调制通道时，还需要承担分光后的功率分配，以及连接、耦合等环节的损耗。从厂商产品看，常规CW激光器已有70–100 mW级产品，面向CPO的高功率产品则已推进至400 mW级及更高功率，并同时强调低相对强度噪声、窄线宽和输出稳定性。另一方面，集中供光提高了对故障控制和长期可靠性的要求。
- Shuffle：机内光纤布线复杂化，推动Shuffle需求：光电转换位置移近主芯片，机内光纤需要与整机结构协同设计。带状光纤、光纤路由柔性板及理纤组件用于组织路径、控制弯曲半径和预留装配余量，并适配散热结构与维护空间。对于采用外置激光源（ELS）的方案，还需管理独立的供光链路；在相关硅光方案中，数据链路主要采用单模光纤，需要保持偏振的供光链路则采用保偏光纤。高密度布纤将设计难点从单根光纤连接延伸至整机装配与维护。Fiber Shuffle通过预定义光纤连接关系，实现通道重排与端口映射。当光引擎侧的通道排列与目标端口分组不一致时，Shuffle可将不同来源的发送、接收光纤按设计关系重新组织。
- 连接器：精密插芯支撑多芯对准：前面板连接密度的提升，推动连接器外形与插芯结构的协同优化。光引擎体积小、所需连接的光纤数量多，可用于光纤接入的边缘空间有限，对连接器的小型化和集成密度提出了更高要求。在此类采用机内光引擎的架构中，前面板数据光接口主要承担无源光连接功能，连接器选型需兼顾连接密度、插入损耗、清洁便利性及插拔维护，小型化连接器的空间优势因而更加突出。连接密度的提升也依赖插芯结构的优化。
产业链公司介绍
- 中际旭创：1.6T规模放量与产能持续扩建，有望推动产品结构及盈利能力优化。公司已实现1.6T DR8 OSFP224光模块出货，并形成涵盖800G OSFP、800G QSFP-DD等系列的产品组合，覆盖数据中心及云网络应用场景。2026年上半年，1.6T硅光模块进入规模放量阶段，出货量逐季攀升。布局NPO等产品，拓展新型光互连应用。
- 天孚通信：高速光引擎与CPO/NPO配套产品协同布局，拓展中长期增长空间。公司率先交付800G与1.6T光引擎，持续对接海外头部云厂商需求，并具备硅光引擎平台能力，可根据客户要求开展定制开发。CPO方面，公司已围绕配套FAU、ELS产品提前储备厂区、设备及产线人员，为客户后续提产做好准备；NPO方面，公司正同步对接多家客户开展定制开发。
- 炬光科技：CPO/NPO三大核心产品取得进展，材料业务延伸拓展成长空间。作为全球高速光通信领域稀缺的微光学供应商，公司上半年新增多家客户完成批量验证，在手订单持续增加，三大核心产品加快推进产业化。定增加码光通信产能与技术布局，完善一体化交付能力。
风险提示
- 全球AI算力基础设施投资不及预期
- 光互联技术演进及规模化应用不及预期
- 客户合作及供应链格局变化
