通信设备行业光学向芯片靠近：AI算力互联的演进主线，从铜互联、可插拔光模块到NPO与CPO

摘要

中泰证券对通信设备行业（89家上市公司、总市值46,233.05亿元）维持“增持”评级，本篇深度报告系统梳理AI算力互联从铜互联、可插拔光模块到NPO与CPO的演进主线。 报告认为技术演进的核心不是简单用光替代铜，而是把光电转换位置从前面板逐步移向ASIC附近：OIF的112G/lane示例中，前面板可插拔bump-to-bump损耗约22—24dB、NPO约13dB、CPO约10dB。 NPO以可独立制造、测试和更换的光引擎贴近ASIC部署，是当前近封装光学较现实的工程化过渡平台，当前3.2T NPO主要承担试点和运行数据积累功能，向6.4T、7.2T升级意味着电气、光学、封装和测试体系整体换代。 CPO将交换ASIC与光引擎纳入共同封装，是交换容量向102.4T及以上演进的中长期主线，英伟达CPO交换机（整机有效带宽32×3.2T=102.4Tbps）与台积电COUPE平台正推动相关技术由样品验证走向系统导入。 需求端，Google Cloud 2026年二季度收入约248亿美元、同比增长82%，OpenAI可用算力由2023年的0.2GW增至2025年的约1.9GW。 产业链价值将由传统可插拔模块向高功率CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、微光学、先进封装等环节重新分配，其中FAU和高密度连接的增量相对更具普适性。 风险提示包括AI发展不及预期、云厂商资本开支不及预期与技术发展不及预期。

主要观点

• AI大模型Token增长显著提高多卡协同重要性，高速互联目标由“连接更多芯片”转向“维持芯片、内存和网络之间的供数平衡”：Scale-up把一组XPU组织成低时延、紧耦合计算域，Scale-out把更多服务器、机柜和计算域连接起来，超节点还扩大了Scale-up的物理半径。

• 云与模型厂收入高增为互联持续投入提供现实支撑：Google Cloud 2026年二季度收入约248亿美元、同比增长82%；OpenAI可用算力由2023年的0.2GW增至2025年的约1.9GW，同期年化收入由20亿美元增至200亿美元以上。

• 技术演进核心不是简单用光替代铜，而是把光电转换位置从前面板移向ASIC附近；随着SerDes由25G NRZ向50G、100G、200G PAM4演进，PCB、DAC等纯电互联的有效距离持续缩短，铜缆、可插拔模块、LPO、NPO和CPO将按距离、网络层级和运维要求长期并存。

• 链路损耗数据支撑光学内移：OIF在112G/lane示例中给出的bump-to-bump损耗约为前面板可插拔22—24dB、NPO约13dB、CPO约10dB，前面板最长、NPO居中、CPO最短的关系在224G/lane下也不会改变。

• XPU至NPO的局部插损模型显示，即使路径只有几十毫米，Host PCB仍可能是主要损耗来源：106G和128G估算中60mm PCB分别贡献5.40dB和6.00dB，占总损耗6.6dB和7.3dB的大部分。

• NPO将可独立制造、测试和更换的光引擎部署在ASIC附近，在缩短电通道的同时保留部件筛选、良率隔离和维修弹性，是当前近封装光学较现实的工程化过渡平台；当前3.2T NPO主要承担试点和运行数据积累功能，向6.4T、7.2T升级意味着电气、光学、封装和测试体系整体换代。

• 速率代际路径明确：当前3.2T平台通常以32×112G电接口为起点，32×200G可形成6.4T、36×200G可形成7.2T；Broadcom已公开200Gbps PAM4 VCSEL器件及约1pJ/bit的3.2T NPO概念。

• 国内厂商加速验证：阿里公开路线由3.2T NPO试点向6.4T UPO与标准化演进，腾讯完成3.2T VCSEL与硅光NPO链路验证。

• CPO的收益可量化到功耗与空间：特定51.2T系统示例中，CPO通过减少光学与冷却负担降低整机功耗；四只800G OSFP模块提供的3.2T带宽，一只3.2T CPO光引擎即可提供相同数量级带宽，且不再需要完整模块外壳、笼子和模块散热器。

• 英伟达CPO交换机已进入系统导入：Quantum-X（InfiniBand）单向带宽1.6Tbps、8路TX+8路RX 200Gbps光通道、整机含72颗OE；Spectrum 6810为单MCM 102.4T，单封装集成36个第二代光引擎OE（32个在线工作、4个硬件冗余），单OE带宽3.2Tbps，整机有效带宽32×3.2T=102.4Tbps。

• 台积电COUPE（Compact Universal Photonics Engine）正逐渐成为CPO/OIO主流选择方案：英伟达在GTC 2025大会展示的COUPE光引擎成为首批上市产品，博通未来技术路线图也已从原有供应链转向COUPE平台，Ayar Labs亦将COUPE纳入发展规划。

• 产业链价值将由传统可插拔模块向高功率CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、微光学、先进封装、自动耦合及测试设备等环节重新分配；保偏光纤具有技术路线依赖（Intel OCI光I/O芯片粒采用SMF-28且不需要PMF），FAU和高密度连接的增量相对更具普适性。

论述逻辑

• 起点：AI大模型Token增长显著提高多卡协同重要性，云厂商资本开支与收入高增（Google Cloud 2026Q2同比+82%）为高速互联持续投入提供支撑。

• 需求分化：Scale-up与Scale-out承担不同任务，超节点扩大Scale-up物理半径，XPU数量从数十颗扩展到数百颗后，原有铜介质选择受到挑战。

• 物理约束：单通道速率由25G NRZ向200G PAM4演进，PCB、DAC等纯电互联有效距离持续缩短，高速电信号越来越难以补偿。

• 解决路径：可插拔模块受ASIC至前面板电通道损耗、DSP功耗、散热和面板空间限制，产业把光引擎从前面板拆出并向ASIC靠近，形成可插拔→LPO→NPO→CPO的演进序列，损耗从22—24dB逐级降至约10dB。

• 过渡平台：NPO保留光引擎与ASIC的分离边界，允许XSR/VSR短距电接口、外置光源、高通道FAU等底层能力在可分离结构下逐项验证，3.2T先行试点积累数据，6.4T/7.2T阶段整体换代。

• 中长期主线：交换容量向102.4T及以上发展时，前面板、SerDes功耗和封装边缘带宽密度压力更强，CPO系统价值有望扩大，英伟达CPO交换机与台积电COUPE平台推动样品验证走向系统导入。

• 投资落点：产业链价值向高功率CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、微光学、先进封装、自动耦合及测试设备重新分配，其中FAU和高密度连接的增量逻辑更具普适性。

关键展望

• 代际节奏：3.2T、112G/lane NPO适合作为当前试点平台，用于建立接口、装配和运维数据；6.4T/7.2T、200G/224G/lane阶段NPO和初期CPO可能并行；当交换容量向102.4T及以上发展，CPO的系统价值有望扩大，具体时点仍取决于客户平台和量产条件。

• 商业化节奏可能先从少量端口、特定SKU和封闭场景开始，设备商在保留传统可插拔产品的同时选择少数客户部署CPO版本，再根据运行结果扩大端口占比，渐进导入比单一“量产年份”描述产业成熟更准确。

• NPO能否从样品走向通用平台，最终取决于接口标准、装配良率、长期运行数据和现场维修成本。

• 产业链最终业绩兑现仍需以客户定点、批量交付、良率和可靠性数据为依据。

• 生态格局：开放NPO与垂直整合CPO可能形成两类生态；传统可插拔模块不会因CPO出现而失去所有应用，跨数据中心、长距互联和需现场热插拔的端口仍重视成熟标准；光I/O被视为相同逻辑向计算芯片封装边缘的延伸，仅作为中远期观察项。

• 风险提示：AI发展不及预期风险、云厂商资本开支不及预期风险、技术发展不及预期风险、研究报告信息更新不及时风险、数据口径与测算偏差风险。

推荐标的

• 行业评级：增持（通信设备行业，预期未来6~12个月内相对同期基准指数涨幅在10%以上）。

• 报告列示重点公司基本状况（股价截止2026.8.27，未覆盖公司预测数据取自Wind一致预期）：天孚通信267.16元、罗博特科552.11元、炬光科技291.00元、致尚科技178.28元、光库科技300.90元、太辰光209.38元、源杰科技1630.99元。

• 重点公司盈利与估值（2026E EPS/PE）：天孚通信3.20元/83.40倍、太辰光2.41元/87.00倍、源杰科技6.63元/245.99倍、光库科技1.02元/294.00倍、致尚科技1.11元/161.26倍、炬光科技0.58元/504.94倍、罗博特科0.30元/1850.76倍。

• 报告未对上述个股单独给出评级或目标价，投资主线落在CPO/NPO产业链增量环节：高功率CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、微光学、先进封装、自动耦合及测试设备，其中FAU和高密度连接增量更具普适性。