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CPO光引擎产业链

CPO(共封装光学)技术的渗透将带动光引擎及相关器件产业链的系统性增长。国元证券网络系列报告指出,CPO交换机的核心结构由OE光引擎、FAU光纤阵列、MPO连接器、ELS外置光源、保偏光纤、Shuffle Box等组成。其中,硅光引擎(OE)是核心有源器件,负责光电转换;FAU实现PIC与光纤的精准耦合;MPO连接器实现高密度光纤互联;ELS外置光源提供偏振保持的激光输入。国内天孚通信(OE/FAU/ELS)、太辰光(MPO/Shuffle/FAU)、光库科技(FAU)、仕佳光子(MPO/MT插芯)、源杰科技(CW光源)、光迅科技(ELS光源模块)等公司分别在CPO产业链各环节卡位。CPO渗透率提升将带动相关器件需求增长,产业链价值分布清晰。

CPO光引擎(OE)——光电转换的核心器件

硅光引擎(OE)是CPO交换机内部实现光电转换的核心结构。当前OE主要采用3D封装,通过将激光器、光电探测器和调制器等光学元件以3D堆叠结构直接集成到与电子芯片相同的封装中,相较之前2D和2.5D封装尺寸更为紧凑,并最大限度降低信号损耗和功耗。台积电硅光平台COUPE已将EIC与PIC通过Hybrid bonding技术键合在一起,形成电连接。英伟达Quantum-X Photonics采用MRM微环调制器,信号速率200Gbps,单个ASIC使用9组3.2T光引擎。博通Bailly CPO交换机集成8个6.4T FR4光引擎,采用FOWLP技术。OE是CPO中价值量最高的器件环节,国内天孚通信在OE领域深度布局,是英伟达CPO交换机的官方技术合作伙伴。
CPO产业链国内供应商卡位
产业链环节国内主要供应商产品状态
OE光引擎天孚通信小批量(英伟达合作)
ELS外置光源天孚通信、光迅科技、源杰科技小批量/样品
FAU光纤阵列天孚通信、太辰光、光库科技小批量/样品
MPO连接器太辰光、仕佳光子批量供应
MT插芯太辰光(自产)、福可喜玛(仕佳投资)批量供应
Shuffle光柔性板太辰光批量出货

FAU与MPO——CPO光纤互联的“基础设施”

FAU(光纤阵列)是实现PIC与光引擎高效耦合的核心器件。英伟达CPO方案中,switch芯片电信号经调制器转换为光信号后输入OE,通过FAU对齐输入MPO接口。FAU利用V型槽基片将光纤带按规定间隔安装构成阵列,实现多通道并行耦合。太辰光FAU产品正配合客户需求开展技术开发和样品试制;光库科技全资子公司加华微捷FAU产品布局全面,应用于400G/800G/1.6T光模块和CPO交换。MPO连接器实现高密度光纤互联,太辰光配套自产MT插芯的MPO已批量供应康宁。CPO交换机端口密度持续提升(英伟达Quantum-X采用1152单模光纤MPO、144根MPO连接器),FAU和MPO的需求量有望伴随CPO渗透率提升而快速增长。

ELS外置光源与CW激光器——CPO光引擎的“能量来源”

当前CPO激光光源的外置仍是主流解决方案,主要因为CPO光引擎的性能对入射ELS光的偏振状态非常敏感,需要外部光源发射信号时保持激光偏振状态,因此需保偏光纤连接光源和交换芯片。天孚通信ELS外置光源模块已进入小批量阶段;光迅科技领先发布可插拔CPO ELS自研光源模块,支持3.2T CPO光引擎,拥有8个光学通道,采用自制大功率DFB激光器,保证每通道出光功率大于20dBm,最多实现32路硅光光源输入。源杰科技研发了300mW高功率CW光源,实现核心技术突破,以满足CPO/硅光集成的协同创新。CW激光器是ELS光源模块的核心器件,国产CW光源的突破将直接受益于CPO规模化部署。

CPO产业链投资建议

CPO技术虽然当前产业规模仍较小,但其性能优势显著,长期或为数据中心光电转换模块的终局结构,远期渗透空间广阔。看好客户资源优异、产品布局全面的天孚通信(OE/FAU/ELS),MPO及光柔性板卡位明确的太辰光,以及薄膜铌酸锂和FAU前瞻布局的光库科技。同时在CPO的CW光源及光源模块布局较早的源杰科技、仕佳光子和光迅科技或亦有一定先发优势。建议重点关注CPO渗透率提升带来的产业链放量拐点,以及各公司CPO相关产品从小批量向批量的量产进度。风险提示:国际贸易摩擦风险、行业需求波动风险、汇率波动风险、市场竞争风险。
点击阅读报告原文: 【国元证券】网络系列报告之CPO概览:光电协同,算力革新-250617(31页)
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