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光联万物,芯载未来:封装光学(CPO)行业深度洞察

文章来源:和仕咨询集团 作者:和仕咨询集团 阅读量:40 发布时间:2026-01-07

在数字经济浪潮澎湃与人工智能竞赛白热化的全球背景下,数据的洪流正以前所未有的速度与体量冲刷着传统信息基础设施的堤坝。数据中心内部及之间的数据传输,已成为制约算力效能释放的关键瓶颈。在此十字路口,封装光学(CPO,Co-packaged Optics)技术应运而生,它不仅是缓解“功耗墙”与“带宽墙”压力的技术奇兵,更被广泛视为下一代高速互连的决胜赛道。CPO的核心定义在于将硅光模块(或其他光子引擎)与高性能计算芯片(如ASIC、CPU、GPU)通过先进封装技术集成在同一基板或插槽内,极大缩短了电互连距离,从而在提升数据传输速率、降低单位比特功耗和成本方面展现出革命性潜力。它并非简单将光学器件与电芯片靠拢,而是涉及精密的光电协同设计、异构集成、新材料与新工艺,是光电子与微电子深度融合的集大成者。

聚焦中国市场,CPO行业正从技术研发与概念验证阶段,加速迈向初步商业化与生态构建的早期爆发临界点。驱动这一进程的底层逻辑是中国作为全球最大数字经济体之一,在“东数西算”工程全面启动、大型云计算服务商资本开支不减、人工智能大模型训练与推理需求井喷,以及5G/6G网络持续演进等多重合力下,对高速、低功耗互连解决方案产生了迫切且巨大的内生需求。国内领先的科技企业与研究机构已敏锐捕捉到这一趋势,不仅在标准制定(如参与COBO、OIF等国际组织)上积极发声,更在技术攻坚上多路并进。目前,多家骨干企业已成功推出800G及以上速率的CPO技术原型或预商用产品,并在关键的光引擎设计、硅光芯片开发、高速光电接口、集成封装工艺及散热管理等方面取得了系列突破,初步形成了覆盖芯片、组件、封装、测试的产业链雏形。然而,行业整体仍面临硅光芯片良率提升、标准统一化、产业链上下游协同、成本优化等挑战,从实验室创新到规模化市场应用仍需跨越一系列工程化与商业化鸿沟。

政策的东风无疑为这片尚在开垦的技术沃土注入了强劲的动能。国家层面,《“十四五”数字经济发展规划》明确提出要加快突破高端芯片、关键基础软件等领域核心技术,布局前沿技术。工信部等部门持续推动光电子、集成电路等产业创新与发展,CPO作为光电子与集成电路交叉融合的典范,其战略地位日益凸显。在地方层面,北京、上海、深圳、武汉等光电子产业集聚区纷纷出台专项政策,通过设立产业基金、建设研发与中试平台、吸引高端人才等方式,着力打造覆盖CPO等先进光互连技术的创新高地与产业集群。这些政策不仅提供了直接的研发资助与税收优惠,更重要的是营造了鼓励创新、宽容失败、促进产学研用深度融合的生态系统,为CPO技术的长期发展奠定了坚实的制度基础。

市场的热情最直观地反映在规模增长的预期上。据和仕咨询集团预测,中国CPO市场规模将从2023年的约15亿元起步,伴随着AI算力中心的大规模建设与高速光模块换代需求的启动,预计到2025年将快速增长至超过80亿元。而更为惊人的增长将在未来五年内展现,预计到2030年,中国CPO市场规模有望突破500亿元大关,年复合增长率保持在令人瞩目的高位。这一增长轨迹将主要由数据中心内部(尤其是AI集群)的短距高速连接需求引爆,并逐步向数据中心互联、高性能计算、甚至未来6G网络设备等领域渗透。市场的爆发不仅意味着商业机会,也预示着技术迭代、成本下降与生态成熟的良性循环即将开启。

在这个新兴且高速增长的赛道上,竞争格局已初现轮廓,呈现出 “领军企业引领、多元势力竞逐”的生动局面华为海思凭借其在光通信与芯片领域的深厚积累,在硅光芯片与CPO集成技术研发上处于国内领先地位。中兴通讯同样在光传输系统与器件方面实力雄厚,其CPO相关研发进展迅速。光迅科技作为传统光模块龙头,正积极向CPO等上游高端技术延伸。中际旭创新易盛则在高速光模块市场占据主导,其向CPO的布局是维持未来竞争力的关键战略。此外,一批创新势力如亨通光电、博创科技、仕佳光子等,也在光子芯片、无源器件、封装测试等CPO产业链关键环节深度布局。值得注意的是,除了这些专业光电子企业,阿里巴巴、腾讯、百度等互联网巨头也基于自身超大规模数据中心的需求,通过投资、合作或自研等方式深度介入CPO生态链。同时,众多初创企业如曦智科技、鲲游光电等,在特定技术点上展现出独特活力。国际巨头如英特尔、思科、博通等亦在中国市场积极推广其CPO解决方案,使得竞争更趋全球化与白热化。当前格局远未固化,技术路径、商业模式的最终胜出者尚在激烈角逐中。

展望未来,中国CPO技术的发展将沿着几条清晰的主线阔步前行。技术层面,集成度将不断提高,从2.5D封装向3D堆叠等更先进形式演进;硅光技术因其与CMOS工艺的兼容性将成为主流平台;共同封装(Co-Packaging)的对象将从交换芯片扩展至计算芯片(CPU/GPU),实现真正的“光计算融合”;而新材料(如薄膜铌酸锂)、新架构(如可插拔光IO)的探索将持续为性能突破提供可能。产业层面,开放、标准化的生态建设至关重要,特别是光电接口标准(如UCIe在光互连领域的扩展应用)、封装规范、测试方法的统一,将决定产业化进程的速度与广度。供应链的自主可控与安全韧性也将被提到前所未有的高度,推动国内企业在材料、设备、EDA工具等薄弱环节加速突破。应用层面CPO将率先在顶级AI训练集群、超大规模数据中心的核心交换层规模化应用,随后逐步下沉至更广泛的云计算场景,并有望在未来赋能自动驾驶、元宇宙、量子计算等前沿领域所需的高带宽、低时延互联。

总之,中国封装光学(CPO)技术行业正站在时代机遇与技术革命的双重风口之上。在政策精准灌溉、市场需求强力牵引、产业资本密集投入与创新主体奋勇攻坚的共同作用下,一条从技术追赶到局部领先、从点状突破到生态繁荣的崛起之路已然铺展。尽管前路仍有挑战,但可以预见,CPO技术必将成为中国在全球光电子与集成电路产业竞争中抢占战略制高点、夯实数字经济底座的关键一环,照亮通往算力无限未来的通途。

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