一天吃透一条产业链：光互联-CPO（正发生）

01 产业链全景图

02 秒懂 “光互联”

光互联就是给数据换上飞机，把传统铜线“卡车走乡间小路”的电互联，升级成了光纤“空运航线”。

它通过电转光、光传输、光转电三个步骤，让数据以光速狂奔，从而获得极宽的带宽、极低的损耗、近乎为零的发热，还能完全免疫电磁干扰。

这一特性已广泛应用于数据中心、AI超算和宽带网络，未来还将走进芯片内部，从根源上解决计算设备的“堵车”和过热难题。

核心全流程

光互联的整个过程类似一个超高速的电报系统：

首先，芯片的电信号控制微型激光器一亮一灭，把“1和0”快速变成光信号，像用灯光打摩斯密码；

接着，这束携带着信息的光沿着光纤或芯片内的“玻璃公路”极速飞奔，几乎无损耗、不发热、也不受电磁干扰；

到达目的地后，光电探测器负责“解码”，看到光就输出电流“1”，没光就输出“0”，重新变回芯片能懂的电信号。

就这样通过“电控光、光传信、光回电”三步，它实现了从几厘米的芯片内部互连、到板卡间的数据搭桥，再到数据中心里成千上万台GPU的光速协同，最终支撑起整个AI和大算力时代。

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03 上游产业链--核心部件

在光互联产业链里，最上游、最核心的就是光芯片。它相当于光模块的“发动机”，是让所有光组件跑起来的源头心脏。把这个核心芯片跟一系列配套元器件封装在一起，才最终得到一个能真正干活的光模块。

03-1、光芯片

详细可见：

光芯片是光电信号转换的核心器件，堪称信息传输的 “动力引擎”，直接决定光通信系统的传输速率。

从家用光纤宽带、5G 网络到数据中心，光芯片都是底层核心支撑，直接影响网络的传输效率与运行稳定性。光器件品类中，光有源器件占据约 83% 的市场份额。

AI 算力需求爆发，大模型训练、AI 服务器 GPU 扩容，推动光模块向 800G 及以上迭代。

谷歌 TPU 集群采用全光互联架构，对 800G/1.6T 光模块需求更为旺盛；同等算力下，TPU 所需光模块数量远超 GPU，对光传输密度要求更高。高端光芯片正是高速光模块的核心动力。

光器件占光模块成本的 73%，其中光芯片是核心构成；模块速率越高，光芯片成本占比越高，区间在 30%-70%。当前国产高端光芯片替代节奏加快，国内厂商盈利空间持续提升。简言之，光芯片的技术水平决定光模块的产品档次，速率越高，芯片的价值权重越大。

全球光芯片市场稳步扩容，是光通信行业的增长引擎。其中 25G 以上高速光芯片增速显著高于中低速产品，数据流量增长与带宽升级持续拉动数据中心、电信领域的高速光芯片需求，2019-2025 年其市场占比持续提升。

光芯片行业壁垒极高，呈现头部主导格局。产业链涵盖芯片设计、基板制造、磊晶成长、晶粒制造四大环节，其中磊晶成长是核心难点，产出的外延片直接决定芯片性能，叠加高端设备门槛，形成极强技术垄断，主要采用 MOCVD、MBE 等工艺生产。

目前高端光芯片产能主要掌握在Finisar、Lumentum、Avago 等海外 IDM 厂商手中。

03-2、光模块

详细可见：

目前光模块市场，传统分立式方案依然是绝对的主流。

所谓分立式，你可以把它理解成用标准化、可插拔的独立元器件搭起来的成熟方案。这类模块在长距离传输上优势明显，比如FR、LR等场景，耦合效率高，编码的出错率能压到极低。

现阶段，800G是市场上的绝对主力，1.6T的渗透速度正在猛升，而3.2T则是各大厂正在集中研发的下一代产品。

这背后的核心元件，是一颗叫EML的芯片。本质上就是把发光的DFB激光器和调制的EAM电吸收调制器合二为一，电信号一来，就相当于控制了一个超高速光开关，直接调制光强，带宽大、信号稳。

整个模块拆开看很像微型快递站：发射端TOSA负责把电变光，接收端ROSA再把光变回电，配合DSP统一调度，最后和电路板、光接口封装成即插即用的成品。

在全球供应链里，能提供这类核心EML芯片的主要玩家，集中在Lumentum、Coherent、三菱电机和东山精密这四家。

03-3、光模块新突破

硅光模块是新的方向，相当于把调制器、光路等一堆分立器件直接集成到一颗芯片上，就像从散装零件升级成集成电路，器件数量锐减，组装难度大幅下降，天然适合大规模量产。

据CITI预测，到2028年硅光渗透率将达到60%，对应光芯片（含EML和CW激光器）需求量约17.14亿颗，三年复合增长率高达62%。

不过硅本身不擅长发光，所以需要外挂一颗Ⅲ-Ⅴ族的连续波激光器，通过耦合把光“喂”进硅光芯片，再在芯片上完成调制、波分复用、探测等全套工作。

工艺上，硅光芯片基于SOI晶圆，用的是和CMOS兼容的光刻、刻蚀等标准半导体工艺，规模化潜力很大，但现阶段仍要啃下光源耦合、热调谐和先进封装这几块硬骨头。

04 中游产业链--集成技术

详细可见：

光互连的中游——封装，可以理解为给光芯片配上“骨骼和血管”，通过精密的耦合对准，把激光器、光纤和电路固定成一个即插即用的标准模块，这一步直接决定了光信号能不能稳定、低损耗地进出。

04-1、核心技术--CPO

CPO的思路，相当于把光模块和交换芯片来了一次“贴身封装”，让光引擎直接和ASIC或xPU挨在一起工作。

整个系统的光源则由一个外部激光源统一提供，就像建了一座中央光电站，再通过精密的光纤阵列单元把光能精准地输送给光引擎，完成光电转换后紧邻着芯片进行高速处理。

这套方案能不能真正量产，关键要看三道坎：激光器要有足够高的可靠性撑住不间断工作，光纤对准的精度要达到微米级不跑偏，同时封装后的测试效率必须跟上成本要求。

从结构上看，信号流向非常清晰：外部激光源→光纤阵列单元→光引擎（里面集成了电子芯片和光子芯片）→交换芯片，全部被塞进同一个封装体里。

目前主流的做法是把光引擎安置在基板上，紧挨着旁边的ASIC并肩排列；而未来的趋势，则是将光引擎进一步集成到中介层上，像搭积木一样实现垂直堆叠，走向更高密度的三维集成。

04-2、市场规模及龙头

全球CPO光纤连接器市场，正从2025年的1亿元起步，到2030年直奔804亿元，五年膨胀超800倍，成长曲线垂直爬升。背后的推力很明确：高算力与低功耗的刚需，正把CPO推成光通信未来的核心增长引擎。

博通早在2021年就押注CPO，闷头研发四年多，2024年拿出51.2T交换机Baily样品，随后牵手腾讯、字节。

到Tomahawk 6，凭借更先进的SerDes和成熟光学生态，系统效率进一步提升；新一代产品更直接让光学引擎与交换硅片合为一体，只外挂激光源——好比把发动机嵌入车身，功耗、延迟、链路波动更低，长期可靠性也更强。

04-3、国内核心企业

04-4、CPO量产在即

英伟达的CPO策略：Quantum-X InfiniBand和Spectrum-X Ethernet两大系列交换机已经就位，2026下半年启动量产和客户导入。

而就在2026 年 8 月初，英伟达网络业务高级副总裁 Gilad Shainer 正式宣布，共封装光学（CPO）技术进入量产阶段。旗下 Spectrum-X CPO 交换机已向核心合作伙伴交付，英伟达自有数据中心也完成内部部署，预计 2026 年下半年产能进一步放大。

此前TrendForce 在 7 月底已确认，英伟达与台积电合作开发的 Spectrum-X CPO 交换机（采用 COUPE 封装、带宽 409.6 Tb/s）开始小批量出货，标志 CPO 从概念验证迈入规模化商用。

Celestial AI（Marvell CPO）专攻XPU客户，核心技术是光学多芯片互连桥接OMIB——相当于在芯片正下方铺了一层光子“地板”，把互连线原地缩短，芯片间的延迟和功耗被大幅砍掉。

Ayar Labs则把光引擎做成一颗符合UCIe标准的通用芯粒，像一块即插即用的光学积木，任何XPU或交换ASIC都能直接把它集成到自己的封装里。

04-5、CPO的继续升级

在光引擎内部，台积电的COUPE平台走的是3D垂直堆叠路线。它通过SoIC-X混合键合技术，把电子芯片EIC和光子芯片PIC像三明治一样面对面紧压在一起，让电和光的处理在极小空间内完成。

其次，当光引擎要与主芯片一起装入系统时，现阶段主流是2.5D封装。利用CoWoS技术，让光引擎和计算芯片像邻居一样并肩坐在同一块基板上；下一步则会搬到中介层上，实现更紧凑的贴邻式集成。

至于那两颗芯片，分工很明确：EIC相当于高速大脑，采用N6/N7先进工艺，集成了驱动器和跨阻放大器；PIC则是光学底盘，基于N65成熟SOI工艺，承载着调制器、波导、探测器等光学结构。

05 下游产业链--应用场景

光互联的未来，可以用一句话概括：万亿美元级的赛道，正在像毛细血管一样渗透进AI、数据、工业、医疗等几乎每个角落。粗略预测如下：下：

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