(来源:风口报告)
Q:从技术角度看,单通道200G硅光方案的良率爬坡情况如何,预计何时能达到与单通道100G相当的水平?
A:单通道200G硅光方案的良率目前虽然低于单通道100G,但正处于爬坡阶段,最终良率水平预计将与100G方案相差无几。参照800G产品的经验,其良率从几十个百分点爬升至八九十个百分点用时不到一年,预计200G方案也能在一年内实现技术上的成熟。目前,行业内通常按照800G(4x200G)和1.6T(8x200G)的配置进行测算。
Q:对于单通道400G技术路线,目前行业内主要有哪些方案,各自的进展和可行性如何?
A:2025年的主流方案是采用薄膜铌酸锂与硅基进行异质集成来实现单通道400G,当时各家公司都成立了专门的团队进行研发。然而,2026年Coherent提出可以实现纯硅光单通道400G方案。从技术角度看,纯硅光方案若能克服良率问题,将是更优选,因为异质集成的良率和可靠性都相对较差。薄膜铌酸锂方案更像是一个备选方案,以防硅光路线在400G上无法突破,但其本身的可行性也存在疑问,预计两三年内难以成功。以纯薄膜铌酸锂为例,其单通道400G的良率极低,进行异质集成只会导致良率更差。(各行业纪要加v:teer987)目前,几家研发纯薄膜铌酸锂光模块的公司尚未能推出成熟产品。
Q:在调制格式方面,单通道200G及未来的400G硅光方案主要采用哪种技术,其在性能和功耗方面有何考量?
A:目前主流的硅光方案采用PAM4调制格式。虽然有厂商声称可以实现PAM6或PAM8,但这些方案并不十分可靠。采用PAM6或PAM8会要求DSP性能相应提升,从而导致功耗难以控制,并且信号传输距离也会缩短。因此,PAM4仍然是当前的主流选择。
Q:在CPO 或NPO架构下,400G单通道方案的散热问题如何解决,其DSP将如何集成?
A:CPO架构对散热的要求比传统光模块更高,因为其封装密度更大,散热需求可能高出一倍以上。不过,单通道400G与200G或100G在发热量上没有本质区别,增加的电压不会产生过多热量。在CPO架构中,热源主要来自电芯片和激光器,而激光器已采用外置光源,因此主要散热压力来自电芯片。DSP会被集成到SerDes(大芯片)中,散热问题将由大芯片的设计方通过加强散热等方式解决。
Q:CPO 架构的形态是否已经标准化,其背后的驱动因素是什么?
A:CPO 的形态已趋于统一和标准化。早期的CPO 形态各异,但现在各家的设计已基本一致。
这主要是因为CPO的封装结构需要根据电芯片来决定,随着电芯片方案的确定,CPO 的形态也随之固定下来,这有利于形成业界共识并加速推广。
Q:在CPO 架构下,Broadcom等厂商的角色和商业模式将如何演变?
A:在CPO架构中,DSP等电芯片功能被集成到SerDesDie中。Broadcom推动CPO的主要目的就是为了推广其电芯片。通过将电芯片与封装业务捆绑,形成一个集成度更高的产品。Broadcom自身只在电芯片业务上有利润,因此推广CPO是为了带动其核心芯片的销售。
Q:CPO 中包含电芯片的封装环节主要由谁完成,未来是否存在外包给大陆或旭创等厂商的可能性?
A:目前,理论上能够量产并出货CPO相关封装的只有台积电,其他厂商仅停留在样品阶段,尚未经过实际的上网测试,距离规模化应用还很远。有观点认为,当CPO实现大规模量产时,台积电可能会将封装环节外包,因为其封装成本(包括人力和量产成本)比中国大陆高出一倍以上。不过,外包的对象可能仅限于光引擎的耦合封装测试,而电芯片相关的CoWoS封装仍由台积电完成。即使外包,考虑到美国供应链的“去中化”策略,台积电也只会选择东南亚或其能完全掌控的小型厂商,而不会将份额给予中国大陆企业。
Q:行业内部对于CPO 和NPO路线的最终前景持何种看法,其核心优势与劣势分别是什么?
A:行业内的共识是CPO和NPO路线最终可能难以推行。NPO被看作是中国大陆市场对CPO的一个替代方案,但其可靠性甚至不如CPO。CPO方案虽然被英伟达等公司推动,但其推广面临很大阻力。CPO的核心优势在于降低延迟,因此在短距离替代铜线等场景有一定价值。然而,其所谓的“降功耗”和“高通道密度”是伪命题。在功耗方面,虽然光引擎去掉了DSP看似功耗减半,但在上游服务器端需要增加其他组件,整体功耗并未降低甚至可能更高。在密度方面,CPO模块的整体体积很大,与同等速率的光模块堆叠在一起体积相当。综合来看,CPO方案成本高昂,性价比远低于传统光模块(成本可能高出一倍以上),除了降低延迟外性能并无显著提升,因此从经济性角度看难以持续。尽管英伟达已下了数十亿美元的订单,但最终市场需求仍由大型CSP决定,他们更倾向于可插拔光模块方案。
Q:对于未来的光模块方案,3.2T是否是必要的技术路径,相较于1.6T,其主要优势和升级路径是什么?
A:1.6T并非终点,当单通道速率突破至400G时,便会自动升级至3.2T。这种基于单通道速率增长的升级路径是行业的主流方案,其升级成本接近于零,因为主要框架无需变动,只需替换模块即可。相较之下,其他更复杂的方案都只是辅助性的。
Q:在光模块产业的竞争格局中,旭创的核心优势体现在哪些方面?二线厂商在硅光技术路线上是否有追赶的机会?
A:旭创的核心优势是多方面的。首先,其硅光芯片设计能力在国内外均处于行业领先地位,其他厂商的设计人员多有从旭创流失的背景。其次,在EML芯片方面,旭创锁定了Lumentum超过70%的份额,订单已排至2027至2028年,这使得新进入者在EML路线上难以获得关键芯片资源。此外,旭创在封装测试和生产管控方面也具备强大实力,其成本控制能力尤为突出。历史上,在与Finisar竞争数通市场时,旭创的定价仅为Finisar的一半,且仍能保持盈利,而后者则处于亏损状态。对于二线厂商而言,硅光技术路线提供了发展机会。目前,800G和1.6T的硅光模块技术门槛已相对降低,像光迅、海信等厂商,甚至一些规模更小的企业,都已具备生产和发货能力,可以实现数十万甚至上百万的出货量。单通道200G硅光技术已成为行业标准配置。这些厂商可以相对容易地获取硅光芯片和CW激光器,国内如源杰等多家公司都能供应CW激光器。因此,二线厂商普遍选择硅光作为技术突破方向。
Q:在光模块的供应链中,DSP、EML芯片和CW激光器等关键元器件的供应情况如何?对于立讯精密这类新进入者,获取这些物料是否存在难以逾越的障碍?
A:供应链中不同元器件的获取难度存在差异。EML芯片是供应最紧张的环节,Lumentum作为主要供应商,其产能已被旭创等头部厂商长期锁定,新玩家很难获得份额。相比之下,DSP芯片虽然也存在供应短缺,甚至头部厂商也面临缺货问题,但并非完全无法获取。只要厂商有足够的实力并愿意签订长期协议,通过与Broadcom、Marvell等供应商建立关系,仍有机会获得供应,更多是交付周期的问题。CW激光器和隔离器等其他元器件的供应则相对宽松,只要有资金就可以采购到。例如,住友在CW激光器市场占有约10%的份额。对于立讯精密这样的新进入者,真正的挑战并非完全在于物料采购,而是如何进入北美AI客户的供应链体系。一旦获得客户准入,物料问题便有解决的可能。例如,立讯精密在通过谷歌的验证后,预计可在2026年下半年开始供货。其可以走硅光技术路线,绕开EML的供应瓶颈,并通过与住友等厂商合作获取CW激光器。只要有大客户的支持,通过签订长期协议,获取DSP等关键物料也是可以实现的。
Q:如何评估立讯精密进入光模块市场后,对行业龙头旭创可能构成的竞争威胁?
A:立讯精密作为新进入者,短期内其技术实力尚无法与旭创抗衡。然而,立讯精密具备成为有力竞争者的潜力,其核心优势在于卓越的生产管控和成本控制能力,这得益于其在消费电子供应链中积累的精细化管理经验,其成本管控水平可能优于旭创。如果立讯精密凭借成本优势参与市场竞争,将对旭创构成潜在的重大威胁。
Q:如何看待当前CPO 技术的市场格局和未来发展前景?
A:目前CPO技术主要由英伟达独立推动,其市场前景很大程度上取决于英伟达的持续投入意愿和能力。大约在2026年2月,当英伟达宣布40亿美元投资时,行业内曾预期CPO技术可能会迎来快速发展,但随后市场观点转为谨慎。主要原因是,在实际推进过程中,除英伟达外,其他厂商多为陪同参与,并未形成广泛的行业共识和推动力。
Q:在光通信技术领域,未来有哪些值得关注的技术趋势或变化点,特别是EML 和硅光技术各自的定位和重要性如何?
A:EML技术在未来仍将是主力,其重要性甚至可能超过硅光。EML的核心应用场景是中长距离传输,例如数据中心集群间2公里的连接,而硅光技术主要适用于500米以内的短距离场景,如单个机房内部的连接。由于未来数据中心集群化趋势明显,对2 公里传输距离的需求将持续增长,这使得EML的市场地位更为关键。
Q:当前EML 和硅光产品的产能与市场需求关系如何?Lumentum在EML 产能方面有何扩张计划?
A:目前市场状况是硅光的产能大于需求,而EML的产能则小于需求,供需关系较为紧张。为应对市场需求,公司已在2025年将EML产能提升了40%,并计划在2026年继续扩张50%,目标是使EML芯片年产能达到1亿颗以上。以每光模块需要4颗激光器计算,这相当于能支持超过2,500 万个光模块的生产。目前来看,产能已接近快速扩张的上限。
Q:从技术和工艺角度分析,为何公司在EML 领域能保持领先地位,而其他竞争对手难以追赶?
A:公司在EML领域的技术领先优势源于长达20年的持续研发和经验积累,目前相较于竞争对手仍保持着至少5年的技术代差。EML的核心技术壁垒在于外延生长和芯片制造工艺,特别是EA部分的工艺管控。尽管所使用的MOCVD、光刻机等设备与同业相近,但工艺参数的调试、优化以及对良率的精细化控制是关键所在。这些依赖于经验丰富的工程师团队,例如在日本的团队,很多成员拥有近20年的从业经验,(各行业纪要加v:teer987)保证了工艺的稳定性和传承。这种依赖“老师傅”经验的模式,使得产能扩张速度受限于人才培养和设备调试周期,设备采购周期通常在半年以上,调试也需三个月以上。
Q:EML和CW激光器的核心技术壁垒具体体现在哪些方面?这些核心技术人员是否容易被竞争对手挖走?
A:EML和CW激光器的核心技术壁垒均在于芯片制造的know-how。最核心的资产是能够调试MOCVD、光刻机、EBL等关键设备参数的核心工程师。这些设备即便是重启一次,参数都可能发生变化,需要依靠工程师长期的经验进行微调,以保证产品性能和良率。这些核心人员的经验难以被快速复制,且流动性很低,未曾听说过被成功挖角的案例。
Q:国内其他厂商如海信、光迅、仕佳和源杰在EML或相关激光器技术上的发展路径有何不同?
A:各家厂商的技术路径有所差异。海信和光迅主要是通过收购国外的技术和团队来进入该领域,属于技术引进型。而仕佳和源杰则是依靠自主研发,其核心团队主要源于中科院半导体所。尽管海信和光迅目前已具备生产100GEML的能力,但尚未实现大规模量产,可能主要受限于良率和成本效益问题。
Q:如何看待立讯精密进入光模块市场对行业龙头旭创可能构成的威胁?
A:对于立讯精密这类具备强大生产制造能力的企业而言,光模块的封测环节技术壁垒不高,中国大陆的二线厂商普遍具备相应能力。立讯进入市场的主要挑战在于获取客户订单。一旦获得大客户的订单支持,凭借其制造优势,可以逐步打磨工艺、提升产量。不过,旭创的核心优势在于其自动化封测设备多为自研或与特定供应商合作开发,这构成了设备成本和效率上的壁垒,立讯需要时间才能在自动化能力上追赶。长期来看,立讯可能会对旭创构成一定威胁。
Q:从上游芯片供应的角度看,立讯等新进入者对公司的业务有何影响?
A:对上游芯片供应商而言,立讯等光模块新玩家的进入影响不大。核心业务风险不在于此。光模块市场的竞争格局是“混战”,而上游核心的EML芯片市场则由少数几家厂商垄断。公司的核心优势在于EML芯片的研发和制造,这一领域的壁垒远高于光模块封测,短期内难以被复制或超越,因此市场地位相对稳固。
Q:在EML 领域,除了公司之外,海外市场的主要竞争格局是怎样的?
A:海外EML市场主要由三到四家厂商主导,包括公司、Coherent、住友和博通。博通的EML产品主要供应给新易盛。Coherent自身的EML产能也较为紧张,甚至无法完全满足内部需求。住友则向多家客户供货。
Q:谷歌高层带领立讯精密董事长访问日本住友,其主要目的可能是什么?立讯精密在光模块领域的布局策略将对市场产生何种影响?
A:此行大概率是为了洽谈CW激光器。立讯精密目前的策略是专注于硅光技术路线,而不涉足EML。只要立讯精密能够获得大厂的订单份额,凭借其在工艺方面的能力,便可以利用外购的CW激光器和硅光芯片进行组装,从而在市场中占据一席之地。目前,硅光技术本身已不存在显著的技术壁垒,相关组件均可外购,核心在于组装能力。短期内,中际旭创在组装能力上仍具备优势,但未来立讯精密等新进入者有望逐步提升。
Q:EML和CW激光器的良率及技术瓶颈分别体现在哪些方面?
A:EML的整体良率非常低,大约在20%至30%之间,这意味着在整个晶圆切割出的Die中,只有20%至30%是可用的。各家厂商良率的微小差异就可能导致亏损。相比之下,CW激光器的良率较高,可达到70%至80%。不过,高功率CW激光器同样面临技术瓶颈。目前70mW功率的CW激光器良率较高,但100mW功率的良率则不理想,主要原因是高温环境下功率难以维持稳定,同时可能出现光谱等问题。因此,行业内的普遍做法是在同一片晶圆上进行筛选,将性能表现好的产品作为100mW激光器销售,其余的则作为70mW产品。
Q:当前100G主要使用何种功率的激光器?未来更高速率的模块对激光器功率有何要求,是否存在供应瓶颈?
A:目前大部分光模块使用的是70mW的CW激光器,仅有少部分采用100mW。未来单通道200G 的光模块对激光器功率的要求会高于单通道100G。尽管高功率激光器的良率存在挑战,但预计不会形成严重的供应瓶颈。一方面,通过技术进步可以提升良率;另一方面,光模块内部的差损已经显著降低,许多厂商的激光器已能实现一个激光器支持四个通道(一拖四)的方案,若未来功率不足,可以调整为支持两个通道(一拖二)的方案来满足需求。
Q:从技术演进和市场需求来看,未来一到两年光模块市场的主流产品将如何迭代?单通道400G技术的成熟度如何?
A:预计未来一年,800G光模块仍将是市场主力。到2027年,1.6T光模块有望成为主导,届时800G和1.6T的市场份额可能各占一半。单通道400G技术预计会首先在EML方案上实现。虽然硅光方案也号称能够实现,但从技术宣称到实现规模化量产通常需要至少一年的时间。因此,单通道400G的硅光产品预计要到2027年年中或下半年初才能面市,这意味着基于该技术的3.2T光模块可能会在2027年下半年出现。这些新产品将主要用于满足新增的数据中心建设需求。
Q:对于AI驱动的光模块需求高增长的可持续性,市场存在哪些担忧?
A:市场对当前由AI驱动的需求高增长能否持续存在疑虑。光通信行业历史上呈现出明显的周期性,通常是“好两三年,差两三年”。例如,2023年上半年行业还在裁员,下半年便迅速转为扩张。这种周期性特点引发了对本轮增长持续性的担忧。此外,本轮AI热潮与资本市场的关联度极高,许多AI公司的资金来源于股市融资。一旦股市出现大幅回调,一级市场的融资活动也会随之降温,可能导致资金链断裂,进而冲击整个产业链的需求。历史上2000年科技股泡沫破裂的经验表明,市场情绪逆转可能非常迅速。
Q:英伟达对光模块产业链的投资策略是怎样的?
英伟达正积极投资光模块产业链上游,例如向公司投入20亿美元,指定用于扩大激光器的产能。这笔投资主要集中在激光器扩产上,以支持CPO等未来技术的发展。对于供应商而言,这是来自核心客户的明确需求信号,因此必须进行相应的产能扩张。
Q:市场对CPO在功耗、散热和成本方面的优势存在普遍预期,这些观点是否准确?
A:市场对CPO在功耗、散热和成本方面的普遍认知可能存在误区。第一,在功耗方面,虽然CPO的光引擎部分因去除了DSP,功耗确实可以降低约一半,但为了匹配CPO架构,在服务器端需要增加额外的电芯片,这些新增电芯片的功耗会抵消光引擎节省的功耗。因此,总功耗很可能不会降低,甚至可能更高。第二,在散热方面,CPO的功率密度是光引擎的一倍以上。尽管去掉了DSP,但更高的集成密度导致其发热密度显著增大,对散热系统的要求实际上比传统光模块更高。第三,在成本方面,CPO的成本优势也难以实现。传统光模块的通道数通常为4个或8个,良率是成本控制的关键。而CPO的通道数从16个起步,加上多个端口和光引擎,总端口数可达上百个,如此高的集成度使得其良率控制面临巨大挑战,成本很难低于传统可插拔方案。
Q:CPO 方案将64 个端口集成封装,是否会因其结构特性导致良率极低,从而使其单通道成本远高于传统光模块?
A:是的,CPO的结构确实会导致良率问题。以8通道光模块为例,其良率做到90%已属不易,若增加到16通道,良率可能会降至80%左右。CPO方案需要将64个端口全部通过分测才能算作一个模块通过,且采用的是不可插拔的焊接方式,任何一个端口失效都会导致整个模块报废,这极大地拉低了整体良率。即使未来良率做到极致,其单通道成本也必然高于传统的可插拔光模块。行业内经过多年验证,8通道是目前光模块的最佳配置,即便是EML也只能做到4通道。硅光作为集成方案,行业内的主流也仅限于8通道,几乎没有厂商敢尝试16通道,更不用说CPO的数十个通道。
Q:CPO方案的功耗问题具体体现在哪些方面?目前业内,尤其是国内从事NPO 和CPO研发的公司,是否对该技术路线的前景持什么态度?
A:CPO的功耗问题主要源于其需要增加额外的电芯片模块。例如,它将DSP的性能加到SerDes上,在此之上可能还需增加其他电芯片,这些都会产生功耗。目前业内对CPO和传统光模块的比较讨论显示,CPO并未展现出明显的综合优势。国内从事NPO和CPO研发的公司普遍发现了很多问题,整体讨论氛围已较为悲观。
Q:考虑到延迟是无法通过其他方式弥补的关键指标,而CPO方案通过去掉DSP显著降低了延迟,这是否意味着随着未来算力增长,CPO将成为必须采用的技术形态?
A:延迟确实是一个无法通过其他方式弥补的关键瓶颈,只能通过减少中间环节来降低。CPO方案的核心优势之一就是去掉了DSP,从而大幅降低了延迟。对于NVIDIA而言,为了提升算力,就必须解决延迟问题,因此其正在积极推动CPO方案。从这个角度看,CPO确实可能是一个未来必须经历的技术形态。目前,最初由博通和NVIDIA共同推动的CPO方案,现在主要由NVIDIA在坚持。
Q:您如何看待薄膜铌酸锂技术在光模块领域的应用前景?目前该技术路线的主要瓶颈是什么?
A:不看好薄膜铌酸锂在未来两三年内的应用前景,预计短期内无法做出成熟的光模块产品。主要原因在于,目前从事该领域的厂商技术能力普遍不强,多为学术背景的团队,缺乏业界经验,对光模块行业残酷的量产和成本要求理解不足。例如,此前铌奥的产品在量产交付阶段因可靠性测试失败而被退回。其技术瓶颈不仅在于后端的键合工艺,薄膜铌酸锂晶圆本身也存在严重问题,其三层结构在进行高低温等可靠性测试时会出现功能层与基底分层。目前,各家厂商的薄膜铌酸锂产品连最基础的可靠性(如高温、高湿、机械冲击测试)都无法通过。此外,市场原先预期400G是薄膜铌酸锂的时代,但现在EML和硅光方案均已推出或即将推出400G产品,使其失去了市场切入的窗口。
Q:业界大力推行NPO和CPO 方案,除了技术本身的演进外,是否也是为了解决DSP芯片产能受限的问题?
A:不是因为产能瓶颈。虽然DSP芯片存在供应紧张问题,但CPO方案中必需的SerDes芯片缺口更大。推动CPO方案的核心原因在于DSP本身带来的两大问题:首先,DSP的功耗约占整个光引擎功耗的一半,是主要发热源;其次,作为数模转换芯片,DSP会产生显著的信号延迟,去掉DSP可以大幅缩短延迟。
Q:ELSFP 未来会作为独立芯片产品销售,还是以集成模块的形式交付?
A:最终会以完整的可插拔光模块形式进行销售,而不是单独出售芯片。当然,如果客户有需求,也可以提供芯片。
Q:NPO 方案在中国市场一度受到关注,其未能获得广泛推广和业界认可的根本原因是什么?其在成本和性能上相比传统可插拔光模块有何优劣?
A:NPO 方案本质上可以看作是CPO 的国产化替代版本,但其存在根本性缺陷。首先,NPO 方案仅在中国厂商中推广,未得到国外主流厂商的认可和接受。其次,NPO的性能不如CPO,尤其是在核心优势——延迟方面,由于其仍需通过一段铜线连接,延迟问题并未得到根本解决。在成本方面,NPO相较于的传统可插拔光模块没有任何优势,任何非可插拔方案都会导致成本上升。目前行业内的主流厂商,如旭创、新易盛等,开发NPO或CPO产品更多是作为技术样品进行展示,并未真正投入量产。
Q:从良率和可维护性的角度来看,CPO 和NPO这类高密度集成方案与传统的可插拔光模块相比,在实际应用中存在哪些挑战?
A:CPO和NPO的良率远低于同等通道数的传统光模块。光模块产业的盈利能力对良率极为敏感,通常几个百分点的差异就决定了盈亏。传统方案经过多年优化,形成了4通道或8通道的最佳实践,而CPO动辄几十个通道的集成方式,在生产制造上是极大的挑战。在可维护性方面,传统光模块如同可移动硬盘,支持热插拔,出现故障时可在外部直接更换,操作简便。而CPO模块则像焊接在主板上的内存,更换时需要断电、拆开机箱外壳,流程复杂,严重影响运维效率。
Q:传统光模块在数据中心环境下的使用寿命和失效率通常是怎样的?
A:电信级光模块的设计寿命通常是10年起步。数据中心级光模块根据不同版本,使用寿命也至少是5年起步。在失效率方面,根据产品不同,年失效率大约在0.1%至0.2%的水平,这一指标在行业内是可接受的。
Q:两个月前NVIDIA 曾对CPO领域进行投资,但近期市场热度似乎有所下降,这是否反映出业界对CPO 量产可行性的疑虑增加了?
A:是的,市场态度的转变反映了业界对CPO量产落地的担忧。尽管NVIDIA的投资一度提振了市场信心,但后续了解到,CPO厂商在封装成本和良率方面迟迟无法取得突破。同时,国内一线厂商并未积极公开配合CPO的开发。业界普遍认为,台积电虽然在CoWoS等芯片级堆叠技术上优势明显,但在光模块级别的封装测试能力上,并不及中国大陆的厂商。然而,中国大陆具备强大封测能力的厂商对CPO方案也并不热衷,导致该技术路线缺乏有实力的量产玩家。制造几个样品相对容易,但实现大规模、低成本、高可靠性的量产,其难度完全不在一个量级。
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