光電共封裝(CPO, Co-Packaged Optics)是一種新型的光電子集成技術,它將網絡交換芯片(ASIC芯片)和光模塊(硅光引擎,即光學器件)共同組裝在同一個插槽或封裝體內,實現芯片和模組的共封裝。這種技術通過縮短交換芯片與光引擎之間的距離,可以顯著提高電信號在芯片和引擎之間的傳輸速度,進而減小尺寸、提高效率、降低功耗,并實現高度集成。CPO技術被認為是實現高集成度、低功耗、低成本、小體積的最優封裝方案之一,是業界公認的未來更高速率光通信的主流產品形態。
光電共封裝(CPO)行業市場發展現狀調查
CPO技術的發展始于近年,但其在2025年正處于快速上升期。根據市場研究機構的預測,CPO技術的出貨量預計從800G和1.6T端口開始逐步增加,并在2024至2025年開始商用。到2025年,800G CPO的出貨量預計將超過100萬只,而800G和1.6T CPO的合計銷售額將超過2億美元。CPO技術通過將光收發器/光引擎和電芯片封裝在一起,并僅保留光口作為與外界的接口,實現了光模塊封裝技術的重要突破,有效降低了信號衰減和系統功耗。
在2025年,CPO市場將主要由1.6T光引擎引領應用潮流。隨著速率的不斷迭代,2025年后3.2T光引擎的市場份額將迅速提升,而1.6T的份額則逐漸降低。CPO技術通過提高集成度,使得在有限的空間內可以容納更多的通道,從而大幅提升了數據中心的吞吐能力。此外,CPO方案繞過了傳統光模塊中的DSP(數字信號處理)單元和散熱結構,采用了硅光子模塊與超大規模CMOS芯片的共封裝方式,進一步降低了功耗和提高了集成度。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國光電共封裝(CPO)市場形勢分析及投資風險研究報告》顯示:
CPO技術市場的競爭格局正在逐步形成。全球多家不同背景的大廠商已經開始布局該領域研發,包括云計算巨頭如AWS、微軟、Meta、谷歌,以及網絡設備龍頭和芯片龍頭如思科、博通、Marvell、IBM、英特爾、英偉達、AMD、臺積電、格芯、Ranovus等。這些企業都在積極推動CPO技術的標準化工作,并推出了多款基于CPO技術的量產產品。例如,英特爾在其技術路線圖中提到,未來可能會將XPU與光引擎相結合,利用光信號實現芯片間的數據通信,并已展示了業內首款基于CPO技術的交換機產品。
在中國,中際旭創、新易盛、光迅科技等在內的多家光模塊企業也宣布推出1.6T光模塊產品,并計劃在2025年開始大規模生產和應用。這些企業已經具備一定的產品成熟度,并顯示出強勁的發展勢頭??傮w來看,CPO市場競爭格局呈現出國內外企業共同競爭、相互促進的態勢。
光電共封裝(CPO)行業未來發展前景預測研究分析
CPO技術的商業化步伐預計將從800G和1.6T端口起步,隨后在2026至2027年迎來規?;鲩L。據預測,到2027年,CPO技術有望實現規?;慨a,市場份額將保持高速增長,出貨量有望達到450萬,市場規模有望達到27億美元。CPO技術的成熟應用可能會帶來光模塊產業鏈生態的重大變化,推動光模塊由可插拔轉向合封模組形態的轉變。
隨著數據中心、云計算、人工智能等應用的快速發展,對高速、高帶寬、低功耗的光通信需求將持續增長。CPO技術以其獨特的優勢和巨大的潛力,將成為滿足這些需求的重要解決方案之一。特別是在數據中心這類對帶寬和延遲要求極高的應用場景中,CPO技術的高密度集成能力展現出了無可比擬的優勢。
行業標準與生態建設
CPO技術的發展還面臨著行業標準形成的問題。目前,CPO的標準化進程正在加速推進。例如,國際標準組織光互聯網論壇(OIF)已經發布了首個CPO草案,標志著CPO產業標準制定取得了新的進展。此外,中國電子工業標準化技術協會也發布了首個由中國企業和專家主導制訂的CPO技術標準。這些標準的制定將有助于推動CPO技術的進一步發展和應用。
挑戰與機遇
盡管CPO技術具有巨大的市場潛力,但其發展仍面臨著一系列挑戰。例如,封裝工藝能力是制約CPO技術發展的關鍵因素之一。CPO的封裝涉及TSV(硅通孔)、TGV(玻璃通孔)等多種先進而復雜的封裝技術,需要在研發制造過程中進行不斷的探索和優化。此外,如何選擇合適的光引擎調制方案、如何架構光引擎內部器件間的封裝、如何實現量產可行的高耦合效率光源耦合等技術問題也需要解決。
然而,隨著技術的不斷進步和市場的深入開拓,CPO技術的未來發展前景仍然廣闊。隨著AI的快速發展以及下游應用場景的不斷拓展和落地,CPO的需求有望迅速提升。同時,CPO技術還有望解決近年來SerDes帶寬和通道數翻倍增長帶來的功耗和散熱問題,并可有效節省交換機內部空間。從長遠來看,CPO技術有望成為滿足AI高算力需求的高效能比解決方案,并推動光通信整個產業的升級和生態供應鏈的重組。
綜上所述,光電共封裝(CPO)技術作為一種新型的光電子集成技術,具有廣闊的應用前景和市場潛力。未來,隨著技術的不斷進步和市場的深入開拓,CPO技術有望在更多領域得到廣泛應用,并成為全球光電通信行業的重要增長點。然而,企業也需要關注市場競爭和技術挑戰,加大研發投入和技術創新力度,以在競爭中保持領先地位。
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