1、CPO/NPO产业链探讨背景

产业链探讨背景：AI算力规模化发展后，互联正逐步成为新的硬件约束，使得CPU、NPU产业链关注度持续走高。当前AI训练环节中，GPU数量正从千卡规模迈向万卡，甚至朝着10万卡级别推进，模型体量不断增大，并行运算数量持续增多，通信开销也显著攀升，网络带宽瓶颈问题凸显。在此背景下，AI系统正逐步从横向扩展（scale out）转向更强调纵向升级（scale up）的网络架构，这一趋势让市场对光通信的需求预期出现明显提升，相关产业链梳理具备较高研究价值，成为当前市场重点关注方向之一。

2、CPO与传统光模块差异分析

封装与传输链路差异：a. 封装形态差异：传统可插拔光模块为独立器件，在PCB上封装光引擎及电芯片DSP，通过光I/O口热插拔至交换机；CPO方案则将光引擎与交换机芯片直接封装在同一基板上，结构更紧凑。
b. 传输链路差异：传统方案中，电信号需从光模块经交换机PCB传导至交换机芯片，传输链路较长；CPO方案中，电信号从交换机芯片输出后经基板直接传导至光引擎，随后转换为光信号，传输链路大幅缩短。
c. 行业迭代路径：光模块行业迭代脉络清晰，从内部器件繁多的传统EML、VXO可插拔光模块，到当前大规模起量、内部器件减少且性能与功耗优化的硅光模块，再到交换机层级光引擎方案，后续还将向Scale Up内部的光引擎方向迭代。

功耗对比核心数据：博通提供的800G相关数据显示，传统800G可插拔光模块单模块功耗约为14-15瓦，而CPO方案单模块功耗仅为4-5瓦。CPO方案通过缩短电信号传输链路实现了功耗的大幅优化，相较于传统可插拔光模块，其功耗优势十分显著，对降低相关场景的能耗成本具有重要潜在价值。

3、多互联方案及衍生封装解析

互联方案功耗成本排序：从产业链功耗与成本维度分析，以成本为横轴、功耗为纵轴衡量的话，铜缆是功耗和成本最低的互联方案，这也是英伟达在Scalability Up内部大量采用铜缆方案的核心原因，其功耗与成本优势相对突出。各互联方案按功耗和成本从低到高排序依次为铜缆、CPO、LPU光模块，最后是传统带有DSP的光模块。不同方案因功耗与成本特性差异，适配不同应用场景，铜缆凭借突出性价比成为部分场景的优先选择。

衍生封装方案特点：不同互联方案对应多种封装工艺，各有特点：a. 纯铜缆方案：电信号经PCB传导到外部连接器，直接插铜缆向外传输；可插拔光模块方案：电信号传导到接口后插入光模块完成信号转换；b. OBO方案：光引擎封装在交换机内部PCB板上，通过连接器与PCB实现互联；CPO方案：交换芯片和光引擎封装在同一substrate或未来的Interposer上，封装工艺逐步从2.5D升级到3D甚至单片集成；c. NPO方案：光引擎通过Socket连接器实现可插拔，可提升良率、稳定性，且便于后续单独维护光引擎；d. OIO及WiFi层级方案：OIO将光引擎与交换机芯片、substrate封装在一起，WiFi层级则是光引擎直接封装在交换机芯片硅基片上，实现单片集成，集成度更高，是更为远期的终局方案。

4、CPO/NPO量产瓶颈剖析

量产良率与复杂度瓶颈：CPU交换机的内部结构可通过图例清晰呈现，从上到下依次为：顶部与光模块外形类似的外置可插拔光源模块，右边中间区域最中间的交换机芯片，芯片四周的蓝色部分为光引擎，还有一根根黄色光纤。其功能实现流程为：外置光源模块先发光，光通过蓝色保偏光纤传导至光引擎，光引擎接收交换机芯片的电信号后进行光电转换，调制对应信息后通过黄色光纤向外传输，光纤传出面板后外接MPU连接器，即可实现信息对外传输与交互。当前CPU大规模量产面临良率偏低与制造复杂度提升的核心瓶颈，主要体现在两方面：一是光学器件生产、耦合、封装的良率问题；二是先进制程芯片的良率问题。共封装模式下，任一环节缺陷都会拖累整体良率，且CPU方案中光引擎为完全封装状态，不像NPU可单独维护光引擎，导致报废成本高。即便CPU性能有一定优势，受限于良率耦合带来的高成本与交付不稳定等问题，其在产业链中大规模推广仍受显著制约，核心需关注CPU良率及生产稳定性的明显提升。

5、核心产业链受益环节梳理

交换机芯片与光引擎环节：光引擎核心组件包含PIC硅光芯片、TIA Driver及光电多通道耦合与封装，共同构成完整方案。与传统光模块光引擎的分立式封装不同，CPU方案中光引擎需封装在交换机芯片周围，受空间限制，为提升吞吐量需缩小体积，因此要求采用2.5D甚至未来3D封装形态，需将EIC、PIC封装在同一interposer上，或采用垂直一体封装，这对现有模块厂商提出更高要求。目前旭创依托较好的PIC硅光芯片设计能力，通过与封装公司合作、挖掘产业链人才储备技术，旭创、新胜、天孚等均具备该技术路径的升级能力。

NPO方案产业链优势：NPU方案光引擎与CPU方案核心区别在于，NPU光引擎下方设有带统一连接标准的socket，可连接交换机substrate或PCB板实现电路连接。相较CPU光引擎需按芯片设计单独定制、提前与芯片厂商联合研发测试，NPU方案中厂商只要满足socket标准，即可在NPU板上实现可插拔，这降低了交换机及光模块厂商的门槛，生态更开放，终端客户也可按需选品。目前旭创等厂商正发力NPU方向，该方向实现难度更低，良率表现优于CPU方案。

外置CW光源量价齐升：CPU与NPU方案均在推动CW光源从传统可插拔光模块内部向外置形态发展。激光器对温度敏感，内置时受交换机散热影响故障率高，外置后可提升带宽、密度，稳定性与良率也显著优化。功率方面，现有硅光模块CW光源为70毫瓦或100毫瓦，CPO方案多采用300毫瓦、350毫瓦的高功率产品，价值量明显提升，为上游厂商带来明确的量价齐升逻辑，这也是当前产业链稀缺环节。海外Lumentum在高功率领域布局较多，国内元杰、永鼎、长光华芯、世嘉光子均有相关产品，随高功率工艺升级，后续存在国产化机会。

光纤连接及配套组件：光纤连接环节存在明确增量，核心来自交换机内部：传统交换机内部为电信号，当前新增大量光纤，每根光纤两端均需连接器，带动需求增长。具体来看：a. Shuffle box可将光纤印刷固定在板上，让内部走线简洁清晰、便于维护，未采用该方案的交换机走线较杂乱；b. 三口独家的MPC连接器通过盖板下的棱镜，将光纤光信号反射至硅光芯片I/O口实现互通，大幅提升效率；c. FAU组件承担精密耦合、阵列对准、可靠性封装等关键任务，随带宽提升将成为重要组件，英伟达产业链目前由天孚、三口、台湾上全提供配套，国内光库、炬光等也有相关布局；d. MLA微透镜阵列可助力光引擎实现高效高通道耦合，扩大对准容差、降低耦合难度，提升CPU良率并控本，在高通量场景中较为重要，国内矩光、Coherent均有相关布局。

电连接器环节受益厂商：CPO、NPU方案中，电连接器仍有明确立足之地，未被完全替代。随方案吞吐量提升、光源数量增加，电连接器需求将增长；若NPU方案更快放量，其光引擎下方的socket需求将明显提升。立讯布局NPU方案连接环节相关产品，鼎通科技核心布局ERSCP的K纸龙与NPO下方的Socket产品，目前已接到客户订单并实现出货，二者是该环节核心受益公司。

6、CPO产业进展与前景展望

CPO产业进展与展望：现阶段CPO仍处于试验阶段，大规模出货量有限，但后续随着产业起量，国内配套供应链公司有望显著提升出货量，迎来发展机会。英伟达在CPO布局上推进明确，IB的CPO于2025年下半年推出，以太网的CPO预计2026年下半年推向市场；目前出货较快的是IB的Quantum 115.2T交换机，2026年下半年将推出两款以太网交换机。2026年上半年，三家核心客户（CoreWeave、Lambda、德州计算实验室）将逐步实现出货，显示CPO产业链进展节奏较快。Lumentum最新财报对CPO方案展望较为乐观，当前CPU产业链推进受成本与功耗因素制约，若后续封装、流片环节良率得到明显提升，同时CPU在互操作性、可维护性及生态开放性上得到优化，产业链将迎来大规模量产放量的明确趋势。

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