中泰证券 王芳 孙悦文 行业研究 行业深度 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给予'增持'评级，核心判断是AI算力互联的演进主线为光电转换位置从前面板逐步向ASIC靠近，铜缆、可插拔模块、LPO、NPO与CPO将按距离、网络层级和运维要求长期并存。 需求端，Google各产品端月度Token处理量由2024年5月的9.7万亿增至2026年5月超过3,200万亿，两年增长超300倍；截至2026年二季度，Google、Amazon、Meta的2026年资本开支预期分别提高至1,950亿—2,050亿美元、约2,200亿美元和1,300亿美元。 技术端，OIF在112G/lane示例中给出前面板可插拔、NPO、CPO的bump-to-bump损耗分别约为22—24dB、13dB和10dB，光学内移的能效逻辑清晰。 报告将NPO定位为当前近封装光学的工程化过渡平台，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则是交换容量向102.4T及以上演进的中长期主线，Cisco在特定51.2T系统口径下估算CPO较可插拔架构可降低约25%—30%整机功耗，Broadcom特定576 GPU互联情景中DSP可插拔、LRO和CPO光学功耗约为16.2kW、11.7kW和7.1kW。 英伟达已落地Quantum-X800-Q3450（整机聚合带宽115.2Tbps）与Spectrum-X（有效带宽102.4Tbps）两代CPO交换机，台积电COUPE平台正逐渐成为CPO/OIO主流选择方案。 产业链价值将由可插拔模块向高功率CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、微光学、先进封装及测试设备等环节重新分配，其中保偏光纤具技术路线依赖，FAU和高密度连接增量更具普适性，业绩兑现以客户定点、批量交付、良率和可靠性数据为依据。

主要观点

• 推理需求爆发是互联升级的起点：Google各产品端月度Token处理量两年增长超过300倍，Token增加显著提高多卡协同重要性，GPU越快、专家越多、并发越高，越需要低时延、高带宽的全互联网络。

• 资本开支与收入双验证需求可持续：截至2026年二季度，Google将2026年资本开支预期提高至1,950亿—2,050亿美元，Amazon预计约2,200亿美元，Meta预计1,300亿美元；Google Cloud 2026年二季度收入约248亿美元、同比增82%，OpenAI可用算力由2023年0.2GW增至2025年约1.9GW、年化收入由20亿美元增至200亿美元以上。

• 高速互联从'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，强调单芯片注入带宽、尾时延、确定性流控和集体通信效率；Scale-out连接更多服务器、机柜和计算域；超节点扩大了Scale-up的物理半径。

• 单通道提速持续压缩铜互联经济距离：Broadcom特定Scale-up情景估算100Gbps/lane DAC约覆盖4米，200Gbps/lane缩短至约2米，配置Retimer可延伸至约7米；OIF对224G/lane接口项目给出的无源铜目标集中在约1米。

• 可插拔光模块完成光互联产品化但瓶颈显现：交换容量每翻倍，模块数量、DSP功耗和前面板散热同步上升；LPO移除模块DSP/CDR降低功耗，LRO保留部分重定时，但两者都没有缩短ASIC到前面板的物理电通道，只是重新分配补偿责任。

• 链路损耗对比揭示光学内移动因：OIF 112G/lane示例中bump-to-bump损耗为前面板可插拔22—24dB、NPO约13dB、CPO约10dB；XPU至NPO局部插损模型中60mm PCB在106G和128G估算下分别贡献5.40dB和6.00dB，占总损耗6.6dB和7.3dB的大部分。

• NPO是当前近封装光学的工程化过渡平台：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升级意味着整套体系换代；带宽升级路径上32×200G可形成6.4T、36×200G可形成7.2T，硅光与VCSEL按距离、纤芯数量和功耗要求并行发展。

• CPO的能效与空间收益量化明确：Cisco特定51.2T系统口径下CPO较可插拔架构降低约25%—30%整机功耗；Broadcom特定576 GPU互联情景中DSP可插拔、LRO和CPO光学功耗约16.2kW、11.7kW和7.1kW；相同3.2T带宽下4只800G OSFP模块与1只3.2T CPO光引擎占用空间差异明显。

• 英伟达已落地两代CPO交换机：Quantum-X800-Q3450（InfiniBand）搭载4颗Quantum-3交换ASIC，单颗单向带宽28.8Tbps、整机聚合115.2Tbps，整机含72颗OE、单OE 1.6Tbps；Spectrum-X Photonics（以太网）分Spectrum 6810（单MCM 102.4T）与Spectrum 6800（4×MCM 409.6T），单封装36个第二代OE（32在线+4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正成为CPO/OIO主流选择：英伟达在GTC 2025展示COUPE光引擎并成为首批上市产品，博通未来路线图已转向COUPE平台，Ayar Labs也将COUPE纳入规划；COUPE采用65nm工艺、12寸晶圆，波导CD和刻蚀深度实现晶圆级2nm加工精度，同时支持光栅耦合与边缘耦合（EPIC-BOE）方案。

• 国内厂商已从器件展示走向系统验证：华为Hi-ONE平台同时布局VCSEL与硅光路线，把光引擎、外置光源、连接、冷却和链路监测纳入同一系统框架；阿里以3.2T NPO为试点起点并同步推进6.4T UPO与接口标准化；腾讯同时验证3.2T硅光和VCSEL链路。

• 产业链价值重新分配：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转移；保偏光纤需求集中于ELS至硅光PIC供光链、具技术路线依赖（Intel OCI光I/O采用SMF-28不需PMF），FAU和高密度连接增量更具普适性；古河电工8通道ELS样机在55°C壳温下实现每通道20dBm纤耦输出。

论述逻辑

• 需求起点：推理时代Token总量比模型参数更能解释基础设施负载，Token激增→多卡协同重要性提升→低时延、高带宽互联成为有效算力的核心约束。

• 需求验证：资本开支预示模型和应用需求并转化为服务器、网络和光通信设备订单，云与模型厂收入高增（Google Cloud同比+82%）为持续投入提供现实支撑。

• 技术推演：单通道速率提升→PCB、DAC等纯电互联有效距离持续缩短→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→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。

• 过渡方案：NPO把可独立制造、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，成为当前工程化过渡平台；其产业化还依赖224G电接口、PIC/EIC封装、外置光源、高通道FAU、板内光纤、冷却及管理测试等系统接口成熟。

• 中长期主线：CPO把交换ASIC与光引擎共同封装、电通道压缩至毫米级，降低SerDes与DSP功耗、释放面板空间、支持更高Radix和更扁平拓扑，是交换容量向102.4T及以上演进的中长期主线；英伟达两代CPO交换机与台积电COUPE推动其由样品验证走向系统导入，但联合良率、热管理、外置光源、光纤耦合、测试诊断和维修仍是量产门槛。

• 投资落点：架构变化不是光模块价值量平移而是功能位置、器件规格和制造责任重构，价值向CW激光器、ELS、FAU、高密度连接、先进封装和测试设备重分配；保偏光纤有路线依赖、FAU和高密度连接更普适，业绩兑现以客户定点、批量交付、良率和可靠性数据为依据。

关键展望

• 代际节奏：3.2T、112G/lane NPO更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系统价值有望扩大，具体时点取决于客户平台和量产条件。

• 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；标准化需从'能插上'推进到'能替换、能诊断、能升级'才具备平台属性。

• CPO商业化节奏先从少量端口、特定SKU和封闭场景开始，设备商保留传统可插拔产品同时选择少数客户积累制造、遥测、备件和现场故障数据，再扩大端口占比；传统可插拔模块在跨数据中心、长距互联和现场热插拔场景不会一次性退出。

• 生态分化：开放NPO与垂直整合CPO可能形成两类生态，开放CPX等方案试图在二者之间保留可替换光引擎边界；光I/O被视为相同逻辑向计算芯片封装边缘的延伸，报告仅将其作为中远期观察项。

• 风险提示：AI产业发展不及预期、云厂商资本开支不及预期、技术发展不及预期（NPO/CPO规模化商用时间可能推迟）、研究报告信息更新不及时、数据口径与测算偏差风险。

推荐标的

• 通信设备行业评级：增持（按报告评级说明，行业增持指未来6~12个月内相对基准指数涨幅在10%以上）。

• 天孚通信：股价267.16元，2024A/2025A/2026E EPS为2.43/2.59/3.20元，2026E PE 83.40倍、2028E PE降至37.92倍；报告未给出个股评级与目标价。

• 源杰科技：股价1630.99元，2025A EPS转正至2.22元，2026E/2027E/2028E EPS为6.63/10.69/15.69元，2026E PE 245.99倍、2028E PE 103.97倍；对应高功率CW激光器外置光源增量逻辑。

• 罗博特科：股价552.11元，2025A EPS为-0.40元，2026E EPS 0.30元、2027E 0.59元、2028E 1.19元，2026E PE 1850.76倍。

• 炬光科技：股价291.00元，2024A/2025A EPS为-1.94/-0.43元，2026E转正至0.58元、2028E达3.42元，2026E PE 504.94倍；公司为报告图表18（FAU精密排列固定）来源方之一。

• 致尚科技：股价178.28元，2026E EPS 1.11元、PE 161.26倍，2028E EPS 2.52元、PE 70.70倍。

• 光库科技：股价300.90元，2026E EPS 1.02元、PE 294.00倍，2028E EPS 1.57元、PE 192.04倍。

• 太辰光：股价209.38元，2026E EPS 2.41元、PE 87.00倍，2028E EPS 5.07元、PE 41.33倍。

• 重要口径提示：上述为重点公司基本状况表，报告未给出个股评级和目标价；未覆盖公司预测数据取自Wind一致预期，股价截止2026.8.27。