导语：CPO的长期价值毋庸置疑。短期内，CPO将在超大规模数据中心试水；中期扩展到5G-A与全光网络；长期则有望进入车联网与边缘计算。前言：伴随亚马逊、谷歌、微软、Meta等在2025年合计数千亿美元的投入，以及头部AI公司未来五年“数百亿美元”级别的基础设施投入，AI数据中心正面临重构。业界正在形成共识：3D IC、Chiplet 与 CPO是突破AI芯片I/O与能效天花板的组合解。2025年，CPO（Co-Packaged Optics，光电共封装）技术的战略地位空前凸显，其背后最核心的驱动力来自AI算力的爆炸式需求。随着英伟达等AI芯片巨头不断提升单颗GPU的性能，芯片间的互联带宽逐渐成为整体算力提升的主要瓶颈，传统的电互连已难以满足需求。CPO被视为突破这一“算力墙”的关键技术，它能够在保证低功耗的前提下，为下一代AI集群提供高速光互连解决方案。
中际旭创股价迅速暴涨，为何CPO概念受资本追捧？
英伟达于2025GTC大会推出CPO交换机，来源：英伟达官网
2025年8月，英伟达与博通相继启动了CPO交换机量产的时间表，强化了产业对1.6T/3.2T代际切换与CPO工艺成熟度的信心；同时，英伟达披露的2026年12.8Tbps CPO平台路线，为“网络即加速器”的系统化演进立下标尺。 以台积电COUPE硅光子引擎为例，其三层堆叠在EIC（6nm）与PIC（65nm）间实现高集成度，支持水平/垂直耦光，并与CoWoS/SoIC 协同，把光引擎与大芯粒ASIC紧耦合，显著降低板级复杂度与系统功耗。知名IC设计公司联发科也加入SEMI硅光子产业联盟，探索硅光引擎在边缘AI的落地可能。 在实际应用上，CPO最先落地于AI算力集群和超大型数据中心： AI集群：CPO交换机直接与GPU互联，构建低延迟、高带宽的算力网络。云数据中心：CPO Leaf/Spine交换机直接与NIC或GPU相连，减少中间器件。 此外，5G-A基站与F5G-A全光网络是通信领域的重要“增量场景”；而车联网、边缘AI、超算则是未来的长期潜力市场，需要等待车规级封装与相干CPO成熟。 面临全球AI竞争的白热化，中国本土厂商正扩大产能。政策方面，“十四五”数字经济与“东数西算”等工程把400G/800G全光网络与PUE优化纳入重点清单，CPO、硅光子与先进封装获得政策与资本的支持。更深层的变化是价值中心的迁移：CPO把话语权从“光模块为轴”转到“ASIC为轴”，链路预算、热设计、耦光方式与封装版图均需由系统公司与先进封装厂主导协同，代工/封装/系统IC形成新的关键因素。
中际旭创2025年股价波动图，来源：与非研究院（截止9月11日）
在上市公司股价层面，中际旭创的走势最具代表性：作为全球光模块的龙头，中际旭创2023年的市占率超40%。公司1.6T CPO模块已通过英伟达GB200认证，硅光方案良率超90%，拥有280余项专利。2024年CPO业务营收占比已达35%，成为行业最受瞩目的标的。 从股价走势来看： 7月29日：盘中上涨至198.01元，收盘209.93元，均创当时新高。 8月13日：盘中报价228.85元，再创新高。 8月27日：最高触及345.9元。 9月1日：突破400元关口，报406.10元。 9月4日：继续冲高至436元。 9月11日：创下年内最高点448元。 相较于2024年10月约185元的高点，2025年股价最高涨幅接近142%，充分体现了市场对CPO板块的追捧。此同时，国内包括新易盛、天孚通信、光迅科技、剑桥科技等上市公司也相继获得资金追捧，股价持续走强。 中际旭创等企业的股价在2025年持续刷新高点，正是基于“CPO=下一代光互联核心”的预期。 调研机构Yole《硅光子2025》指出， 200G/通道有望在2026/27年成为主流，为800G/1.6T全面铺路。2025年全球市场规模预计26亿美元，中国占48%。到2027年，中国新建数据中心CPO渗透率将超60%；到2033年全球市场规模预计突破260亿美元，年复合增长率达46%。
什么是CPO平台？
CPO指把光引擎和交换芯片共同封装在一起的光电共封装，来源：博通官网
2025年，AI超算与大规模数据中心正进入一个前所未有的扩张周期。大模型训练需要成千上万颗GPU协同工作，彼此之间的互联性能几乎决定了算力的有效性。过去十年，数据中心依赖可插拔光模块支撑带宽升级，从100G、400G逐步走到800G乃至1.6T。然而，随着单通道速率攀升、端口数量倍增，这一架构的局限性全面暴露：电损耗急剧放大，功耗飙升至不可接受的水平，面板I/O密度成为物理瓶颈。这正是共封装光学（Co-Packaged Optics，CPO）登场的时刻。CPO将光引擎与交换ASIC或GPU共封装在同一基板上，实现“短电距+长光距”的新范式，成为资本和产业一致押注的下一代光互联方案。 为什么传统可插拔方案走不下去？在800G/1.6T时代，可插拔光模块面临“三重困境”： 电链路损耗：在200Gb/s通道上，损耗可达22 dB，补偿需更复杂的DSP和均衡器，功耗随之增加。 散热挑战：高功耗模块需要额外冷却，增加系统复杂度和潜在故障点。 面板密度极限：机架空间有限，端口堆叠受限于物理尺寸，无法支撑更大规模带宽需求。 换言之，可插拔光模块的优化已走到尽头，“加功放/加均衡”的线性延伸难以持续。CPO通过结构性变革避开了这一陷阱。 按照物理结构，CPO大致分为三类： 2D平面封装：PIC与EIC并排布置，工艺成熟、灵活性高，但集成度有限。 2.5D封装：EIC与PIC倒装在硅或玻璃中介层上，通过金属互连实现高速连接，是目前主流方案。 3D封装：实现垂直互连，互连距离更短，性能最佳，但工艺复杂，成为学术与产业研究热点。 这些路线均依赖TSV、RDL、倒装焊等先进工艺，对传统光模块厂商是一次技术代际大考。 CPO的核心思想是“光电共封”。传统模式下，数据从芯片出发，需经过PCB走线和连接器，才能到达可插拔光模块完成光电转换。CPO则将光引擎直接前移至芯片封装内部，使电信号在数毫米甚至更短距离内就被转化为光信号。 这种架构带来三方面颠覆：功耗降低：SerDes链路缩短，DSP与重定时器数量减少，能耗下降30%~50%。带宽密度提升：同一封装可集成更多通道，支撑交换芯片向102.4T乃至更高带宽演进。延迟优化：短路径显著改善信号完整性，时延下降，对AI/HPC尤为关键。 CPO省去高功耗DSP与长SerDes链路，使系统能耗降低25%-50%，实现5-10 pJ/bit的能效水平，远优于可插拔模块的15-20 pJ/bit。其次是带宽密度与信号完整性。极短的电连接路径减少信号衰减，使交换机容量可扩展至51.2T、甚至102.4T。最后是潜在的成本优势。随着工艺成熟，CPO有望通过减少分立器件与规模化生产，将单位Gbps成本降低多达50%。这些特性正契合AI集群的需求。英伟达数据显示，CPO将每端口功耗从30W降至9W，信号完整性提升64倍，部署速度提升30%。博通则宣称，CPO每比特成本可降低40%，功耗节省30%。这些数字背后，是架构变革带来的量级跃升。
资本市场对CPO与光模块的误读？
在全球产业界，CPO 与光模块的界限十分清晰，但在国内资本市场却出现了较大混淆。部分厂商和市场评论者将 1.6T 可插拔光模块因集成了部分光电（OE）器件，就直接称之为 CPO，进而引发了投资者的误解。实际上，产业界对 CPO 的定义远比这严格：只有当光发射、光接收、驱动、控制、散热等全部核心功能通过半导体工艺与 interposer 技术被整合到单一封装内，才能称为真正意义上的 CPO。 传统光模块是由若干子系统组成，包括光发射系统、光接收系统、控制与管理模块、散热模块与接口组件等。而 1.6T 可插拔虽然引入了部分集成（如调制器、探测器与波导的片上整合），但激光器、SerDes、电连接接口、散热单元依旧保持独立，因此严格意义上仍属于光模块范畴，而非 CPO。混淆的根源之一在于应用节奏与市场需求的差异 笔者认为，CPO首先冲击的是机内短距的有源电缆（AEC）与板内长电连路径，而非通用可插拔光模块。CPO通过将光引擎与交换/加速芯片共封装，把厘米级电互连缩短到毫米级，显著降低驱动损耗与端口功耗，并在单位体积内提供更高I/O密度，这使其天然适配AI训练集群、背板交换与机柜内高密度短距互连等对能效和带宽密度极端敏感的scale-up场景。与之相对，scale-out扩展侧重机柜间与机房级连接，可插拔光模块凭借标准化、可热插拔、维护便利与成熟生态，在1.6T/3.2T代际仍具显著性价比与部署灵活性，将在未来数年继续担当主流。 从发展进度来看，6.4T级CPO会较快在scale-up替代AEC，但其向scale-out的渗透将是循序渐进：标准与工艺需磨合，产线与良率需爬坡，系统维护与运营模型亦需重构。整体而言，CPO与光模块不是“此消彼长”的零和关系，而是按场景分工：前者以高集成、低功耗和极致密度重塑系统边界，后者以通用性、可维护性与成熟供应链保障规模部署。短中期内，两者将并行推进数据中心网络演进；长期看，CPO将改变系统级设计范式，但光模块在更广泛链路中的价值仍将长期存在。
CPO与传统光模块的对比表，来源：与非研究院整理
台积电在2024年北美技术研讨会上发布硅光路线图，来源：TSMC
上图为1.6T往后的CPO技术路线，图上1.6T为半集成方案还能看出光模块的样子，6.4T以后就变成了一颗芯片的样子
CPO技术的发展历程？
CPO的出现并非偶然，而是长期技术演进的结果。2000年代至2010年间，数据中心主要依赖直连铜缆（DAC）与可插拔光模块（QSFP、CFP等）。DAC通过铜线传输电信号，存在带宽受限和功耗高的问题。可插拔光模块虽然实现了光电分离，但由于与主板之间的距离较远，信号衰减仍然严重，难以满足更高带宽需求。 为改善这一局限，业界在2010年代尝试板上光学（OBO/COBO）与近封装光学（NPO），将光引擎移至PCB上，缩短互连距离、降低功耗。这些尝试为后续的CPO技术奠定了雏形。 2018年，CPO概念被正式提出：将光子集成电路（PIC）与电子集成电路（EIC）在同一基板或封装中实现共封装，使光电互连距离极大缩短。2020-2021年，业界在论坛与会议上完成了CPO原型展示，标志着这一概念走出了实验室，进入产业化探索阶段。 2022年3月，首个25.6 Tbps CPO产品在OFC会议上亮相。同年，腾讯等互联网公司参与试点合作，推动了CPO的早期应用。2023年，51.2 Tbps CPO原型在会议展示并进入小批量试产，进一步证明其技术可行性。到2024年，业界又展示了6.4 Tbps的xPU-CPO原型，探索光-算协同的新方向。 2025年4月，行业迎来了里程碑：首款6.4 Tbps xPU-CPO商用产品正式发布，意味着CPO真正进入成熟的商用阶段。此时，技术路线图已逐步清晰：从2.5D CPO（20-50 Tbps），到2.5D Chiplet CPO（50-100 Tbps），再到未来3D CPO（>100 Tbps），光电同层互连的目标已经明确。 CPO发展时间里程表，来源：与非研究院 多家研究机构一致认为，2025至2026年是CPO在超大规模数据中心进行商业验证的关键窗口期，2026至2027年将迎来规模化增长。LightCounting预测，2024-2025年CPO开始商用，到2027年进入大规模放量。全球CPO市场规模预计在2025年达到26亿美元，并将在未来十年以46%的年复合增长率突破260亿美元。 台积电、博通、英伟达等行业领导者也已在2025年公布明确的量产计划。CPO已成为半导体、光电子与数据中心三大产业交汇的重要焦点。
CPO技术演进路线，来源：与非研究院
CPO的发展路径清晰地呈现了“铜线-DAC → 可插拔 → 板上 → NPO → 2.5D CPO → 3D CPO”的演进链路。从2018年概念提出，到2025年商用产品问世，CPO经过近15年的积累与突破，终于站上了产业化的关键节点。未来，3D CPO将进一步深化光-电同层互连，目标带宽超过200 Tbps，为AI大模型训练和云计算核心网络提供关键支撑。
CPO芯片产业链介绍
CPO产业链介绍及关键企业，来源：与非研究院整理
CPO产业链涉及多个环节，国内外多家企业在细分领域积极布局： 系统与芯片方案定义层：英伟达、博通、Marvell、思科等定义交换/计算架构，决定电—光的接口方式、通道数与封装形态，牵引上下游材料、工艺与测试。晶圆代工与先进封装层：以台积电为代表，既提供硅光工艺，也提供2.5D/3D封装、中介层与Chiplet集成能力；电—光协同从“后工序”变为“共设计”。光引擎与器件层：光源（激光器）、探测器、调制器、AWG与无源互连构成光引擎的功能骨架，装调、耦合、热管理与自动化测试成为良率的关键杠杆。创新技术供给层：Ayar Labs、Ranovus、OpenLight等在硅光I/O、量子点激光器、带激光器的开放式硅光平台上探索差异化路径，为更高带宽密度与更低能耗提供备选路线。最终用户与生态层：超大规模云厂商（AWS、微软、Meta、谷歌）通过标准化、协作组织与采购节奏，反向定义指标边界与交付节拍。 在这条“新链路”上，单点突破已经不够，跨域协同的工程化能力决定了谁能把技术做成产品、把样机做成产能。模块/封装一侧的产业群：中际旭创、新易盛、剑桥科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技等在800G/1.6T代际已形成规模优势，并逐步导入CPO光引擎与相关工艺。设备/材料与关键零部件：天孚通信在光引擎与无源互联上卡位清晰；光库科技在铌酸锂调制器、太辰光在光纤连接、长飞光纤在特种光纤等方向提供“硬件支点”。光芯片与器件环节：仕佳光子（AWG）、源杰科技（激光器）、长光华芯（VCSEL）等提升“芯—器—模组”纵向协同度，为量产良率与成本曲线提供底层支撑。 随着1.6T走向成熟、3.2T进入工程化冲刺期，哪家企业能在“良率×规模×交付节奏”上同时达标，谁就更接近产业链话语权的中心。关键企业介绍中际旭创：规模化与硅光自给率并进中际旭创在800G维持全球份额领先，并与英伟达、谷歌深度合作。公司已配合英伟达Quantum-X推出CPO原型进入试点；自研硅光芯片在800G/1.6T规模导入，自给率提升带来成本与交付节奏优势。披露口径中，硅光引擎良率约95%，较传统方案成本下降约15%。2025年上半年营收与利润双增，量产爬坡与结构升级共同驱动现金流与估值的稳固性。新易盛：产能布局与结构优化双轮驱动新易盛在800G持有可观份额，1.6T产品通过头部客户认证并小批量交付。泰国工厂月产能、关税与地缘风险对冲让其在北美订单侧有相对稳定的“护城河”。上半年营收、利润同比高速提升，资本市场对其“客户结构+技术节奏+制造纵深”的定价弹性明显。天孚通信：光引擎与无源互联的关键“缝合层”天孚通信在光引擎代工市占率高、链路完整，能够给出1.6T量级的规模供货，并切入CPO交换机的无源互联。其角色位于电—光—互联的“缝合层”，对系统级稳定性与交付确定性影响很大。单机价值量级较高，反映出其在价值链上的耦合深度。华工科技：3.2T液冷CPO的工程化先行华工科技发布3.2Tb/s液冷CPO光引擎并进入小批量试产，强调能效、距离与交付速度；配套基地产能与响应能力使其具备满足海外客户紧急交付的条件。同期利润改善，说明高端产品的结构性拉动正在显现。光迅科技：自研光芯片与ELS/引擎协同光迅科技具备中高速光芯片自产能力，推出适配NPO/CPO的光电一体ELS光源模块，并在800G小批量出货。其“芯—器—模组”一体化能力不仅优化成本与交付，也使其与系统级合作更为顺畅。英伟达：以AI集群为牵引，明确在GPU—NVSwitch间拥抱CPO；外界普遍预期其在2025年推出CPO交换新品，并在后续代际扩展光互连比重。其供应链覆盖先进封装与多家光学器件伙伴，强调系统级能效、可靠性与部署效率。博通：在交换芯片与SerDes长期领先，已交付51.2Tb/s CPO交换机样机并与云厂协作推进实际系统部署；全栈优势使其具备“系统定义权”。英特尔：长期耕耘硅光与异质集成，能够在硅平台上引入III-V激光器；同时通过投资与合作推动光I/O方案。Marvell：整合Inphi后迅速补齐互连版图，发布云优化的CPO平台，并把CPO引入定制XPU与跨机架高带宽连接的应用框架。思科：在25.6T CPO样机、标准化与全球供应链整合方面发力，与光模块与硅光伙伴的协同较为顺畅。
CPO技术演进路线与代表企业，来源：与非研究院整理
从技术演进路线来看，800G/1.6T代际，硅光良率、BOM与测试流程愈发可控；3.2T阶段则在能效（pJ/bit）、热设计、液冷方案与耦合一致性上提出更高要求，同时对产线自动化与现场可维护性提出新约束。业界普遍预期英伟达推出CPO交换新品，并扩大CPO在GPU—NVSwitch互连中的使用；台积电COUPE一代集成至1.6T可插拔，二代迈向共封装。行业普遍把2027年视为3.2T CPO的工程化量产窗口。
总结：CPO产业落地面临的现实挑战
总的来看，CPO的战略价值在产业界得到广泛认可，更在近期遭遇资本市场热捧。然而，理想与现实之间存在巨大鸿沟。CPO的量产路径仍然面临诸多挑战：第一大挑战：散热难题CPO将高功耗ASIC与温度极度敏感的激光器置于同一封装，功率密度大幅上升。模拟结果显示，若16个CPO模块并行运行，芯片温度可能超过150℃，远超安全范围。热串扰与局部热点问题亟需更具突破性的散热架构。第二大挑战：制造与测试复杂度CPO涉及光、电、热、力多物理场的精密耦合，依赖2.5D/3D封装工艺。良率不足是量产的最大障碍。与可插拔光模块相比，CPO缺乏成熟的晶圆级光电联合测试工具，一旦某个芯片失效，整体板卡几乎报废，测试与维护成本显著上升。第三大挑战：可维护性与标准化不足CPO不支持热插拔，一旦光引擎或电芯片故障，系统需整体下线或更换整板，运维成本居高不下。尽管OIF等组织正推动标准化，但目前行业尚未形成统一规范，兼容性差、碎片化风险高。 上述技术问题共同决定，CPO短期内仍然难以进入大规模商用阶段。英伟达原计划在2025年Q4量产，但因研发问题延误，预计要到2026年Q1末才开始供货，商用时间可能推迟至2026年底，这也说明CPO的产业化落地速度远低于资本市场的乐观预期。 除此之外，在数据中心互连市场，传统的可插拔光模块依旧是主力军。成熟的供应链、标准化接口（QSFP-DD、OSFP）和可维护性，使其成为运营商最稳妥的选择。因此，笔者认为，在未来三到五年，市场大概率呈现“双轨制”：可插拔继续主导主流部署，凭借成本与生态优势满足大多数数据中心需求。 CPO则切入AI超算和超大规模集群，以极致能效和高密度取胜。除了可插拔外，市面上目前还有LPO（线性驱动可插拔）、AEC/AOC等过渡性方案参与竞争。 总的来看，CPO的长期价值毋庸置疑。短期内，CPO将在超大规模数据中心试水；中期扩展到5G-A与全光网络；长期则有望进入车联网与边缘AI。随着产业链的协同、先进工艺的迭代，以及AI集群对极致能效的需求持续攀升，CPO最终有望成为光互联的“终局方案”。在这场架构革命中，率先实现规模化量产并赢得关键客户的企业，将成为未来算力生态的主导者。
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