梦想的第四维
一、CPO与NPO技术路线:双轨并行,阶段定位分化
(一)CPO:产业化确定性提速,短期成熟度待提升
产业落地进展:下游客户普遍偏向选择CPO方案,华为等企业已在相关场景落地应用,产业整体推进速度较快。本次展会新发布了CPO配套的触点液冷、集成式冷板、自适应浮动冷板等散热方案,是本次展会的核心新品类。
技术与成本特征:在延迟、损耗层面性能优势显著,其中损耗优势尤为突出。但产业生态较为集中(典型如英伟达+台积电方案),存在芯片绑定销售的客户顾虑;短期产业链良率、成熟度不足,实际产品成本高于普通光模块,仅理论极限成本更低。
核心技术瓶颈:内置光源方案下,主芯片、大功率DFB激光器、电芯片高度集中排布,热源集中问题突出,光引擎内部的散热材料是落地的核心瓶颈。三四百毫瓦级大功率光源目前以海外厂商布局为主,受良率偏低限制尚未大规模放量;其磷化铟消耗量是70毫瓦光源的6-7倍,die尺寸为70毫瓦产品的2-3倍,进一步制约放量节奏。
(二)NPO:当前产业首选放量路线,规模化节奏明确
核心优势:产品复杂度更低,在可维护性、热管理、规模交付能力、短期成本上均优于CPO;同时生态更中立,不存在绑定风险,是当前产业更偏好的放量路线。
放量节奏:单波200G的NPO方案将于2027年开始放量,当年预计达到百万只量级;2028年进入大规模交付阶段,预计出货量达到千万只(数千万只)量级。2025年NPO已实现几百万只的出货基础。
(三)两者产业定位对比
对比维度 | CPO | NPO | 性能表现 | 延迟、损耗优势显著 | socket插拔结构增加电损,性能略逊 | 短期成本 | 高于普通光模块 | 成本优势明显 | 产业生态 | 集中度高,存在绑定顾虑 | 生态中立,下游接受度更广 | 放量阶段 | 产业化初期,良率与成熟度不足 | 当前主力放量路线,规模化节奏清晰 |
此外,头部厂商同步布局CPO、OIO以及2.5D/3D先进封装等长期技术方向。
二、OCS技术:需求增长逻辑清晰,供给端存在瓶颈
(一)下游需求驱动
核心增长动力来自AI算力架构演进:
谷歌TPU光通道配比持续提升,从3代TPU的1:1.5提升至6代TPU的1:6,单颗TPU对应光口需求实现4倍增长;
英伟达后续有望采用OCS方案,将进一步打开市场空间。
(二)技术路线与演进
OCS硅基波导方案通过改变波导材料折射率调整光路传输路径,分为两条技术路线:
热调方案:基于热光效应,通过加热改变折射率,技术难度较低,是当前多数硅光波导OCS采用的主流工艺。
电调方案:基于电光效应,通过调整波导两端电压改变折射率,技术难度更高,是未来的升级方向;该路线对材料电光效应要求高,薄膜铌酸锂是目前落地成熟度更高的材料选项。
现有MEMS、液晶类OCS方案光损耗较高,光信号经过后易出现强度不足、误码率上升问题,需要搭配相干光模块提升接收灵敏度以补偿损耗,进而带动薄膜铌酸锂调制器的配套需求。
(三)市场规模与供给现状
出货预期:2026年OCS出货量预计1-2万台,2027年预计至少翻倍至4万台,若交付瓶颈缓解存在超预期可能。
供给瓶颈:当前主要由海外厂商供应,整体交付能力不足。谷歌自主设计的OCS由天弘科技代工,产能扩产意愿较低;液晶方案厂商交付存在阻碍,罗曼T扩产速度较慢,供给端限制了出货增长。
(四)相关标的
腾景科技、德科立、炬光科技(光通信阵列产品)、英唐智控(收购光隆科技相关业务受益)、海泰新光。
三、薄膜铌酸锂:商用节奏前置,两大场景落地明确
(一)材料特性与产业定位
薄膜铌酸锂具备强电光效应、低损耗、大带宽特性,适配相干调制需求,原本定位为单波400G时代的技术材料,当前随着新应用场景出现,商用节奏整体前置。
(二)两大核心应用场景
2.4T相干模块调制场景:旭创2.4T光模块方案已明确采用硅基薄膜铌酸锂进行调制,预计2027年实现小批量出货,2028年进入规模化放量阶段;谷歌V9代OCS配套的2.4T相干模块将率先采用该技术。
OCS电调方案核心材料:是OCS电调路线落地成熟度最高的材料选项;为平衡性能与成本,产业正在探索“硅基波导芯片两端搭载薄膜铌酸锂、中间沿用硅基材料”的混合方案。
(三)核心制约与产业布局
成本瓶颈:当前8英寸薄膜铌酸锂晶圆单片可切割die数量仅为大几十到小几百个,对应die及键合片价格较高,是大规模商用的核心制约。
产业布局:
材料端:天通股份拥有薄膜铌酸锂晶圆片及二氧化硅结合片产品;
调制器/方案端:铌奥光电深度布局异质集成硅光PIC方案,在电调领域处于行业领先水平,美迪凯参投、安费诺持有其20%股份并目标控股;光库科技采用纯薄膜铌酸锂方案生产调制器,在电信级产品中应用成熟,数通领域大规模放量仍待验证。
(四)放量节奏
整体放量晚于OCS:2027年仅为非常小批量的出货量级,真正的规模化放量将随谷歌V9代OCS配套2.4T相干模块阶段同步启动,届时OCS自身放量也将进入加速期。
四、光模块上游器件:迭代加速,国产替代路径清晰
(一)光芯片:分功率段格局分化
70毫瓦低功率光芯片:当前放量充分,参与厂商包括永鼎旗下鼎芯光电、仕佳光子、武汉敏芯、南京镭芯等,预计2027年竞争玩家将进一步增加。
100-150毫瓦、200毫瓦以上光芯片:前者适配NPO内置光源方案,后者适配NPO外置光源方案,当前供给格局高度集中,主要由两家供应商主导。
三四百毫瓦大功率光芯片:适配CPO方案,目前以海外厂商布局为主,受良率偏低限制尚未进入大规模放量阶段。
(二)电芯片(TIA、driver):国产替代加速推进
国内厂商已实现逐步突破:
优迅100GTIA即将完成回片,回片后导入客户仍需3-6个月,有望实现国产化导入;
中盛威相关产品进度快于优迅。国产替代路径清晰:当前国内光模块已规模应用800G产品,2027年起1.6T产品需求逐步释放,国产厂商可先从国内市场切入实现替代,再逐步拓展海外市场。
(三)硅电容与硅透镜:代际升级驱动替代放量
硅电容(SLCC):光模块从MLCC陶瓷电容向硅电容切换趋势明确。1.6T光模块已开始部分使用硅电容,3.2T及更高速率产品将实现大规模切换;单个光模块中硅电容价值量可达大几十到上百元人民币,市场空间可观。
产业格局:传统MLCC厂商(如三环集团)虽表态尝试布局,但核心工艺与硅电容差异较大,预计赛道最终由硅基专业企业主导。A股相关标的包括苏纳光电(拟上市,全球头部硅透镜与硅电容厂商)、其中科技(与苏纳光电合作布局硅电容封测)。
硅透镜:未来用量持续提升,一方面光引擎、CPO方案将大量使用硅透镜阵列,另一方面传统模压透镜存在设备产能限制。目前硅透镜已在光模块、NPO产品中进入放量阶段,核心标的为苏纳光电。
(四)保偏产品
保偏光纤技术属于0到1的全新变化赛道,本次展会长飞、长盈通的相关展区关注度较高,两家是该领域的核心布局企业。
五、光模块散热技术:需求迫切,进入多元化发展阶段
(一)需求驱动核心因素
光模块功耗快速提升,散热已成为刚性需求:
1.6T光模块无优化情况下功耗接近30瓦,优化后仍达20-27瓦; 光芯片对温度高度敏感,高温会引发温漂,导致灵敏度下降、误码率上升; NPO方案因靠近ASIC芯片,需额外承受ASIC的散热传导,热管理压力进一步加大。
(二)技术路线与商业化进展
当前散热技术进入多元化拓展阶段,金刚石、石墨烯、VC均热板、TIM导热垫片等方案均在推进商用,产业阶段类似此前服务器从风冷向液冷切换的过渡期。
本次展会新亮点:CPO配套的集成式冷板、自适应浮动冷板首次发布,光模块内部的VC均热板、TIM导热垫片也是重点创新方向。
厂商合作进展:旭创与中石科技合作研发石墨烯、金刚石散热方案,主要面向NPO场景,目前处于预研阶段。
TIM材料升级:当前主流为12瓦导热系数的导热凝胶,后续3.2T光模块或NPO场景有望采用石墨烯等新型TIM材料。
(三)定型节奏
NPO整体方案预计2026年四季度初步定型,而热管理方案的最终敲定时间会晚于NPO整体定型时间,符合“产品定型后散热方案仍有调整空间”的产业规律。
(四)相关标的
VC均热板、TIM导热垫片:中石科技、苏州天脉;
液冷冷板:东阳光,与旭创等头部光模块厂商有相关合作。
六、硅光PIC代工:产能扩张明确,订单高度集中
(一)Tower半导体产能规划
代工产能扩张节奏清晰,与下游技术路线放量高度匹配:
8英寸产能:2026年到2027年预计增长3倍,主要服务于硅光光模块的PIC需求; 12英寸产能:2026年到2027年预计增长4-5倍,主要服务NPO光引擎需求;2027年到2029年预计再扩张3倍,对应NPO后续大规模放量阶段。
(二)订单结构特征
硅光PIC代工的订单预订(booking)高度集中,前三家客户的预订占比超过80%,主要客户为头部光模块厂商和国内领先的PIC代工厂。
七、展会整体观察补充
本次讯石光通信会议中,CPO、OCS两个分会场参与人数最多,是产业关注度最高的两大方向。光模块相关大部分产品此前已有展出,本次值得关注的新方向除上述散热、薄膜铌酸锂、保偏、硅透镜/硅电容外,ITLA类大相干产品也有展出。
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