光模块设备行业产业链梳理（二）：工序增、精度升，CPO有望打开光电设备新空间

摘要

华源证券维持专用设备行业“看好”评级，认为 AI 集群向更高密度演进正推动光互连架构从可插拔光模块迈向 NPO/CPO：据 Yole Group，2024-2030 年 CPO 光引擎出货量预计由约 3.1 万颗增至约 1341 万颗（CAGR 约 176%），市场规模由约 4600 万美元增至约 81 亿美元（CAGR 约 137%）。 功耗是核心驱动：800G DR4 DSP 光模块功耗约 16-17W，而 NVIDIA Q3450 CPO 交换机每 800G 带宽功耗仅约 4-5W，降低约 73%；2026 年 6 月 1 日英伟达宣布 Spectrum-X 以太网硅光技术全面量产，能效较传统收发器提升 5 倍。 NVIDIA（Quantum 3450/Spectrum 6810/Spectrum 6800）、博通（2025 年 10 月 TH6 Davisson 102.4T 出货）、Marvell（TX9190、Teralynx T100）等头部厂商推动 CPO 交换机从概念走向产品化验证。 报告指出 CPO 制造复杂度远超光模块，量产将推动制造体系从“模块级封装测试”向“晶圆厂+OSAT”升级，供应链价值向半导体与先进封装环节转移，测试、光学耦合及先进封装设备有望率先受益。 测试端行业尚未形成统一标准、依赖人工，单颗 PIC 100% 全检平均超过 100 秒；耦合端光纤最小间距 127 微米、每毫米最多 8 根光纤，精度与通道密度双升打开设备增量空间。 罗博特科旗下 ficonTEC 已向台积电交付 CPO 封装微组装设备，联讯仪器、快克智能、凌云光、燕麦科技、杰普特等国内厂商正切入不同工艺环节。 报告预计 2026-2028 年或将是 CPO 设备订单率先释放阶段，建议围绕“测试+耦合+先进封装”三条主线布局，并关注具备技术迁移能力的三类公司。

主要观点

• AI 集群互连架构从可插拔光模块向 NPO/CPO 演进：据 Yole Group，CPO 光引擎出货量预计由 2024 年约 3.1 万颗增至 2030 年约 1341 万颗，CAGR 约 176%；市场规模由约 4600 万美元增至约 81 亿美元，CAGR 约 137%。

• 功耗与带宽密度是 CPO 核心驱动：据 SemiAnalysis，800G DR4 DSP 光模块功耗约 16-17W，NVIDIA Q3450 CPO 交换机每 800G 带宽功耗约 4-5W，降低约 73%；图表 6 显示可插拔 1.6T 模块功耗约 20-22W（约 15-20pJ/bit），CPO 早期实现可低于 5pJ/bit、1.6T CPO 链路功耗约 5W。

• 光进铜退路径清晰：可插拔光模块基本“100%铜互连”，NPO 约“50%铜+50%光”，2.5D CPO 光互连占比约 80%，远期 3D CPO 目标“100%光互连”；随着光电转换位置靠近 ASIC，系统带宽预计从约 800G 提升至 12.8T 以上。

• 三种技术长期共存而非替代：据 NVIDIA，Scale-out 场景中 CPO 已开始早期部署，Scale-up 场景预计于 2028-2030 年导入；图表 6 显示 CPO 电通道缩短至毫米级、可省去 DSP 和 Retimer，采用多颗 6.4T 光引擎时单台交换机可实现超过 51Tb/s 带宽。

• 英伟达于 GTC 2025 推出三款 CPO 交换机：Quantum 3450 支持 115.2Tbps、144 个 800G 端口（液冷）；Spectrum 6810 总带宽 102.4Tbps、128 个 800G 端口；Spectrum 6800 总带宽 409.6Tbps、512 个 800G 端口。

• 2026 年 6 月 1 日英伟达宣布 Spectrum-X 以太网硅光技术全面量产，支持 Vera Rubin 平台 AI 工厂部署；与使用传统收发器的网络相比，能效提升 5 倍、AI 正常运行时间提升 5 倍、部署时间快 1.3 倍。

• 博通自 2021 年起迭代三代 CPO：第一代 Humboldt 以 25.6T Tomahawk 4 与 4 颗 3.2Tbps 硅光引擎共封装，第二代 Bailly 配 8 颗 6.4Tbps 引擎；2025 年 10 月第三代 TH6 Davisson 开始出货，交换容量 102.4Tbps、集成 16 个 6.4Tbps 光引擎和 64 个 Condor 3nm SerDes 核心，采用台积电 COUPE 技术可将光互连功耗降低约 70%。

• Marvell 2025 年 10 月与 Jabil 联合推出基于 Teralynx 10 的 TX9190 交换机（51.2Tbps，环绕 16 个光引擎、共 1152 根光纤）；2026 年 6 月 1 日发布首颗 102.4Tbps、专为 AI 打造的 Teralynx T100 交换芯片，3nm 单片设计、典型功耗低于 1000W。

• CPO 制造复杂度远超光模块：量产有望推动光模块制造体系从“模块级封装测试”向“晶圆厂+OSAT”升级，在硅光子晶圆制备基础上引入激光器芯片集成、光纤耦合/装配、电热协同封装和光电联合测试校准等环节，从光子晶圆测试、芯片键合、光引擎装配到整机测试每个环节都需要微米级精度专用设备，供应链价值向半导体与先进封装环节转移。

• 测试是量产主要瓶颈之一：行业尚未形成统一标准、流程依赖人工，单颗 PIC 100% 全检平均需要超过 100 秒；CPO 测试分四个阶段（PIC 晶圆级、EIC-PIC 晶圆级、OE 级、先进封装模组级），其中 PIC 晶圆级测试是最关键环节；EIC 对准精度为微米级而 PIC 需纳米级。

• 投资结论：海外头部厂商已进入工程验证及小批量生产阶段，先进封装及自动化设备验证周期通常领先于终端产品量产，报告预计 2026-2028 年或将是 CPO 设备订单率先释放阶段；CPO 制造体系重构带来的设备升级有望提升设备公司估值中枢，投资逻辑从“模块化生产”转向“先进制造升级”。

论述逻辑

• 起点：AI 算力网络对计算的需求量每 18 个月增长 10 倍，速率与带宽增长使交换芯片、SerDes 和光模块功耗随之上升，传统可插拔光模块在功耗和信号传输速率方面压力加大，PCB 将 112Gbit/s 以上电信号传送到面板光模块难度较大。

• 破局：CPO 将光引擎靠近交换 ASIC、缩短电互连距离，突破电信号传输瓶颈（每 800G 功耗由 16-17W 降至 4-5W），NVIDIA、Broadcom、Marvell 等厂商推动 CPO 交换机从概念验证走向产品化验证，产业化窗口逐步打开。

• 传导：CPO 制造复杂度远超光模块，在硅光晶圆制备基础上新增激光器芯片集成、光纤耦合/装配、电热协同封装和光电联合测试校准等环节，制造体系由模块厂向晶圆厂、光学封装及系统级集成迁移，供应链价值向半导体与先进封装环节转移。

• 落点：制造复杂度提升意味着设备数量增加、精度要求提升，测试贯穿整个制造流程，测试、光学耦合及先进封装设备率先受益；叠加 Spectrum-X 全面量产与海外厂商进入工程验证及小批量生产，报告推出 2026-2028 年设备订单率先释放、设备公司估值中枢提升的结论。

关键展望

• 部署节奏：Scale-out 场景中 CPO 已开始早期部署，Scale-up 场景预计于 2028-2030 年导入，可插拔光模块、NPO、CPO 长期共存。

• 订单窗口：报告预计 2026-2028 年或将是 CPO 设备订单率先释放阶段。

• 远期技术方向：3D CPO 将 PIC 与 ASIC/XPU 进行更高密度垂直集成，目标走向“100%光互连”，系统带宽预计从约 800G 提升至 12.8T 以上。

• 耦合技术演进：业界正致力于研发 80µm 间距和多芯光纤，以进一步提高特定区域可容纳的光纤数量。

• 风险提示：CPO 产业化及下游资本开支不及预期、国产设备验证及产业化进度不及预期、技术路线演进及客户导入节奏存在不确定性。

推荐标的

• 行业评级：专用设备“看好（维持）”；报告未给出个股评级与目标价，建议围绕“测试+耦合+先进封装”三条主线布局。

• 测试环节：罗博特科、联讯仪器、燕麦科技、杰普特、奥特维等。

• 光学组装及耦合环节：罗博特科、凌云光等。

• 先进封装环节：快克智能等。

• 建议关注具备技术迁移能力的三类公司：测试仪器设备公司华兴源创、华盛昌、日联科技、普源精电、鼎阳科技、优利德；具备贴片、耦合等核心工艺设备能力的科瑞技术、博众精工、凯格精机、智立方、猎奇智能（拟上市）；AOI 检测与机器视觉上游设备公司奥普特、埃科光电、天准科技等。

• 重点公司进展：罗博特科旗下 ficonTEC 已向台积电交付适配其 CPO 封装技术路线的微组装设备；联讯仪器大功率光芯片 KGD 分选测试系统已实现全球头部光芯片企业量产供货，CPO 芯片 KGD 分选测试系统已取得全球 CPO 芯片龙头企业订单；快克智能 TCB 热压键合设备已完成样机开发并与多家客户打样验证；凌云光引入德国 Vanguard Automation 3D 光子引线键合技术；燕麦科技收购 Axis-Tec 拓展硅光晶圆检测；杰普特布局 FAU、MPO/MMC 光连接产品；广立微与浙江大学共建硅光技术及量测装备联合研发中心。