光模块行业深度(二)：CPO商业化节奏探讨及结构件拆解

CPO商业化节奏探讨及结构件拆解——光模块行业深度（二）证券研究报告西部证券研发中心2026年4月6日分析师| 陈彤 S0800522100004 chentong@research.xbmail.com.cn分析师| 张璟 S0800525040005 zhangjing@research.xbmail.com.cn请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明⚫引言：在我们光模块系列第一篇报告中，我们从硅光技术视角，重新梳理光模块结构件及产业链核心环节，拆解硅光投资机会。AI算力爆发带来的功耗与带宽挑战，光模块技术正加速向高集成度演进，以英伟达为代表的头部厂商积极推进CPO应用。本篇报告是我们光模块系列报告第二篇，重点探讨CPO商业化节奏，并以英伟达 Quantum X800-Q3450IB CPO交换机为例，拆解CPO核心结构件和重难点生产制造环节。•CPO商业化节奏探讨：CPO（Co-packaged optics，光电共封装）将光引擎直接与交换机ASIC或计算处理器集成，替代传统的可插拔光模块（柜间）和铜互连（柜内），其优点在于通过提高集成度，显著降低功耗，但目前面临散热问题、可维护性和灵活性较差的挑战。当前，CPO方案尚未大规模应用，市场主要聚焦其商业化节奏，基于此，我们主要讨论：1）技术路径及过渡方案，主要讨论LPO、XPO、NPO、CPC和MicroLED CPO等方案；2）CPO在Scale up和Scale out侧的应用；3）从供给端角度出发，讨论当前CPO的制造难点和供应链瓶颈。•CPO结构件拆解及核心制造环节：以英伟达 Quantum X800-Q3450 IB CPO交换机为例，其配备4颗Quantum-X800ASIC芯片、72个1.6T光引擎（采用微环调制）、18个ELS模组（每个模组包含8个CW光源），发射端、接收端共1152根光纤，对应144个MPO和交换机端口数。核心制造环节：微环调制器、PIC和EIC封装、OE和ASIC芯片封装、光纤耦合等。•投资建议：行业层面，CPO在英伟达、博通等行业龙头等推动下加速商用，同时业界进行LPO、NPO、XPO等多种技术路线的创新。CPO在Scale out的商用突破0到1，渗透率有望逐步提升；在Scale up的商用节奏受供给端影响更大，推进效率及推进需求的迫切性更高。CPO现在处于产业加速初期，未来三年是CPO行业渗透率快速提升、供应链格局和产业链价值分工逐步构建的核心观察窗口期。从产业发展节奏出发，建议率先关注：1、分工清晰、率先参与和CPO交换机厂商联合研发或有订单预期的环节和公司：大功率CW光源、FAU和ELS模组；2、相较于可插拔光模块有弹性的增量环节：CPO耦合/测试设备、保偏光纤、先进封装（PIC和EIC的封装）、ASIC芯片和OE的封装、光纤分纤盒等。个股层面，建议关注：天孚通信（已覆盖）、罗博特科（硅光测试设备、耦合设备龙头）、致尚科技（与Senko合作紧密）、炬光科技（微透镜核心供应商）、中际旭创（已覆盖）、新易盛（美国投资建设CPO生产基地）、环旭电子（日月光投控成员之一）。•风险提示：AI发展不及预期；光模块需求不及预期；原材料供应风险；国际政治摩擦风险；技术发展不及预期。资料来源：Wind，西部证券研发中心核心结论2行业评级超配前次评级超配评级变动维持相对表现1个月3个月12个月通信3.579.55108.79沪深300-4.71-7.3015.00近一年行业走势CONTENTS目 录CONTENTS目 录CPO结构件拆解及核心制造环节分析相关标的梳理投资建议010203CPO商业化节奏探讨04请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明CPO（Co-packaged optics）：光电共封装4资料来源：奇点光子智能，IDC，腾讯云，西部证券研发中心当前，AI算力飞速提升，但现有数据中心网络在支持AI应用时暴露出多方面瓶颈，包括网络吞吐能力不足、功耗成本高、网络可靠性和扩展性不足等。基于此，CPO技术和产业正日趋成熟，有望成为未来数据中心扩展的关键技术。CPO（Co-packaged optics，光电共封装）通过将光引擎与交换 ASIC 芯片集成封装在同一基板上，实现“光电融合”，从物理层根本上缓解了传统架构的瓶颈。图：可插拔光模块和CPO光互连链路示意图请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明CPO核心优势：提高集成度以降低功耗，长期看可降低TCO5资料来源： SemiAnalysis，今日光电公众号，智猩猩芯算公众号，忱言公众号，虎嗅网，今日头条，西部证券研发中心表：CPO的优劣势对比 CPO技术的核心优势在于通过芯片级集成，显著提升数据传输性能并降低功耗。CPO将光引擎与计算芯片（如GPU、ASIC）封装在一起，能提供极高的带宽密度和极低的传输延迟，并降低功耗。与传统可插拔光模块相比，它能将数据传输能耗降低 ，带宽密度更高且支持跨机架扩展，长期总拥有成本更具优势。与铜基方案相比，它解决了铜缆带宽扩展困难、传输距离受限的瓶颈，还能通过多维度路径（增加光纤、波分复用、高阶调制）进一步提升带宽，成为满足AI工作负载巨大网络需求的关键技术，尤其在纵向扩展网络中成为带宽增长的核心驱动力。同时，CPO也存在一定短板，如前期研发和生产成本高昂，高密度集成带来了严峻的散热挑战，并且由于光引擎与主芯片固化集成，一旦出现故障通常需要更换整个板卡，导致可维护性和灵活性较差。因此，CPO被视为解决未来超大规模数据中心内部互联瓶颈的关键方向，但预计将首先在对带宽和功耗有极端需求的AI算力集群等特定场景中应用，短期内难以完全替代成熟、灵活的可插拔光模块。优势数据传输能耗大幅降低较 DSP 光模块节能 50% 以上（部分方案目标 80%）；Nvidia Q3450 CPO 每 800G 带宽功耗 4-5W（节能 73%），Meta 测试节能 65%突破铜缆限制，带宽密度高，支持大规模扩展支持跨机架扩展（突破铜缆 2 米限制）；Nvidia Spectrum 6800 可连接 131,072 个 GPU，单端口密度达 512 个 800G 端口信号完整性优，延迟低电信号传输距离从 15-30cm 缩短至数十毫米；MTBF 达 260 万小时，远超可插拔模块（0.5-1 百万小时）长期总拥有成本（TCO）降低两层网络场景下，集群总成本降 7%，网络成本降 46%，光模块成本降 86%劣势初期研发、封装及供应链成本高，核心组件产能不足光引擎（含 FAU）单套成本 3.5-4 万美元，叠加厂商 60% 毛利率后可能高于传统方案；激光、FAU 供应商产能有限集成度高，故障影响范围大，维护操作复杂单个故障可能波及 64 个 800G 端口；FAU 更换需拆机箱，数据中心灰尘易污染内部光纤光电组件紧密封装，局部热密度高需配套液冷系统（如 Nvidia Quantum-X 采用双铜制冷板 + 闭环液冷），增加设计成本与复杂度缺乏统一行业标准，跨厂商设备兼容性差厂商多采用专有方案（如 Nvidia COUPE、Broadcom FOWLP），OIF 的 CPX 范式尚未形成共识请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明NPO