光通訊的變革 CPO

austin

TrendForce在《Co-Packaged Optics技術在資料中心的發展路徑與技術解析》報告中提到，CPO初期滲透方向可能集中於中長距的Frontend網路傳輸場景，這是因為中長距已普遍使用光通訊，具備較高替代性。從光收發模組全面過渡CPO仍需1～2年時間，初期CPO交換器成本顯著高於光收發模組，需隨學習曲線的成熟來降低成本，才能逐步進入市場。

短距傳輸也因銅纜成本低於CPO，因此光通訊要完全取代銅纜尚需數年時間。而此觀點與NVIDIA執行長黃仁勳的近期表態相符。

若從CPO製程來看，晶圓廠負責光子積體電路（Photonic Integrated Circuit, PIC）與電子積體電路（Electronic Integrated Circuit, EIC）的晶圓代工，並採用 Hybrid Bonding技術，進行3D封裝以整合成光引擎（Optical Engine, OE）（PS：以上製程主要是台積電做的）。這些OE隨後交付至光纖陣列單元（Fiber Array Unit, FAU）組裝廠進行OE與FAU的高精度組裝（這部分台積電找上詮合作）。

之後再被送至OSAT廠，將OE封裝到矽中介層上。接著台積電利用CoWoS技術將OE與交換器晶片通過2.5D封裝，再進行後續檢測。最終，完成測試模組交付至系統廠組裝整機，形成完整的CPO交換器。

除設計、代工與測試外，首先關鍵就是FAU，FAU將MPO光纖跳線精準對準到PIC上，從而實現光訊號高效耦合。而FAU製程存在多項挑戰，包含高精度對準、固定穩定性要求等。

其次光源選型方面，CPO普遍採用外部雷射，而就光源種類而言，連續波雷射（Continuous Wave Laser, CW Laser）已成為主流。其原因在於CW Laser相較於EML具備更高性價比，在供應鏈層面，台系光源供應商，如聯亞和華星光，在外部雷射的技術與產品研發中具備競爭力。

目前交換器晶片架構主要分為兩種類型：乙太網和NVIDIA主導的Infiniband。在資料中心內部架構中，Frontend Network通常採用乙太網技術，而 Backend Network則以Infiniband為主。從市場占有率來看，乙太網交換器晶片市場由Broadcom和Marvell主導，Infiniband晶片市場完全由NVIDIA壟斷。

CPO商業化進程中，Broadcom處於領先地位，該公司2024年推出Tomahawk 5 Bailly 51.2 Tbps CPO乙太網交換器，整合8個6.4Tbps的OE，實現了單埠功耗低於5 pJ/bit的表現。但因技術成熟度與高成本，市場採用率仍待提升。

NVIDIA擬於2025年量產Quantum 3400 X800 CPO Infiniband交換器，該產品支持115.2 Tbps的總交換容量，內部整合36個3.2 Tbps的OE和四顆28.8T的交換器晶片。但預計短期內因成本挑戰，市場採用率同樣有限。

目前CPO仍在發展初期，其具備資料中心內完全取代銅纜與光收發模組的潛力，而其核心製程包括晶片代工、OE封裝及FAU技術的部分，也是台灣供應鏈具備優勢之處，未來隨CPO發展與商用，供應鏈表現值得關注。

數為時代對於矽光子也有介紹（SiPh：Silicon photonics）

https://www.bnext.com.tw/article/77079/what-is-silicon-photonics

傳統的光收發模組

傳統光收發模組的內部組成與外觀構造

傳統插拔式光收發模組（Transceiver）與共同封裝光學（CPO）示意圖

austin

在Google的OCS+gamini示範下，閹割版的GPU（即TPU）只要通訊速度夠快，整體效率就能令人驚艷
可預見的2026年，光通訊在需求突然爆量的情況下，將複刻HBM引導整體記憶體產業大缺貨的情境
目前業界傳聞與部分已知事實如下
光聖產能主要被google包了
波若威產能主要被NVIDIA給包了
眾達-KY產能主要被博通google給包了
EML產能被NVIDIA給包圓了，CSP轉向CW雷射（聯亞），至於全新會不會被re-rate就不好說了

austin

wagaly

光通訊產業
一年半以後
重要訊息
我們看好 CPO 發展將驅動相關技術變革，並預期 2H27-2028 年光引擎將受惠 scale out 需求而較 2026 年顯著增加，2H27 將開始進入 scale in 應用領域而進一步大幅成長。市場關注的焦點將由傳統的光收發模組相關類股轉向光引擎相關之設計、測試與生產相關類股。評論與分析微光點亮光學共封裝周圍規格商機。根據 2026 年 GTC 上揭示的產品路標，Nvidia (美)在 Vera Rubin 後的下一代 Feynman 平台預計將於 2028 年上線。新晶片包括 Rosa CPU、Feynman GPU、LP40 LPU、Bluefield-5 DPU、NVLink-8CPO 晶片、Spectrum-7 CPO 晶片與 ConnectX-10 晶片等，其中除了產品迭代規格提升之外，最大的改變在於 NVLink-8 將引入 CPO 技術，亦代表著CPO 將自機櫃間的 scale out 應用場景演進至機櫃內的 scale up 應用場景，在 CPO 晶片數量大幅提升與技術升級趨勢下，我們認為 CPO 相關產業鏈在零組件端將有以下技術變革：(1) CW laser 之需求量顯著提升，而規格則在耗電量的考量下將有所改變，其中 VCSEL 與 micro LED 能耗可控制在 5pJ/bit最佳，矽光則效能最優但能耗較差；(2)採用薄膜鈮酸鋰(TFLN, Thin-FilmLithium Niobate)調變器將因可支援 400Gb/Lane 之速率需求而興起；(3)FAU(Fiber Array Unit)技術將持續演進，包括稜鏡、薄膜濾光片、超穎透鏡(MetaLens)等輔助或替代方案也將逐漸成形。喧嘩簇擁之光引擎動能極其強勁。
我們認為 Nvidia 之 Spectrum-X 與Quantum-X 等採用 CPO 解決方案之網路交換器於 2H26-2027 面世後，將顯著驅動 scale out 場景中交換器中光引擎(Nvidia 採用名稱為 PhotonicEngine，產業討論上亦可稱作 Optical engine，OE)之需求，根據 Nvidia 資料 ， Spectrum-X 交 換 器 晶 片 設 計 為 每 顆 晶 片 搭 配 32 顆 光 引 擎 ， 而Quamtum-X 交換器晶片則是每顆晶片搭配 18 顆光引擎。在 2028 年的Feynman 平台上，我們參考 Kyber NVL1152 架構中，額外配置 8 櫃，96 台Spectrum-X 交換器，並假設每 GPU 搭載 12 顆光引擎的情況下，推估 2027年光引擎整體市場需求為 3,000 萬顆，而 2028 年則將大幅成長至 6,000萬顆以上。隨光引擎需求大幅增加，連接光引擎的 FAU、socket 與 ShuffleBox 用量也將顯著成長。由於 2027 年為 scale out 場景優先導入 CPO 解決方案，因此，台廠中以波若威(3163 TT，NT$1,225，未評等)與貿聯(3665 TT，NT$2,365，增加持股)率先受惠，而 2028 年進入 scale up 應用場景後，則有助於上詮(3363 TT，NT$899，未評等)與嘉基(6715 TT，NT$426，未評等)等營收向上，而在 ELSFP 方面，我們認為於 CPO 交換器將優先導入，然而在 scale up 場景之下，由於互連距離較短，我們認為仍需觀察是否將有較低功耗之 ELSFP 設計。


投資建議我們認為在 CPO 滲透率即將於 2H27 大幅攀升，光源部分的關注焦點也將由 EML 或 CW laser 的需求增加而轉向為光源設計。受惠個股方面，我們認為波若威、貿聯、上詮、嘉基等公司將受惠於 CPO 解決方案滲透率顯著成長並驅動光引擎相關零組件之需求。光聖(6442 TT，NT$2,155，未評等)轉投資之合聖與積極發展 micro LED 之富采(3714 TT，NT$77.9，未評等)則有機會受惠光源規格改變。采鈺(6789 TT，NT$430，未評等)、大立光(3008 TT，NT$2,605，增加持股)與統新(6426 TT，NT$227，未評等)則有望在 FAU 優化中受惠。沛亨(6291 TT，NT$421.5，未評等)則受惠於 mmc cable 與 fibershuffle 供不應求而驅動漲價。我們並樂觀看待 CPO 相關之測試與設備相關族群，包括測試設備的致茂(2360 TT，NT$2,255，未評等)、鴻勁(7769 TT，NT$4,500，增加持股)以及測試介面相關的旺矽(6223 TT，NT$5,195，增加持股)與穎崴(6515 TT，NT$10,305，增加持股)等。投資風險CPO 發展不如預期，AI 需求下降，總體經濟風險。

2028 年上線的 Feynman 平台將導入 CPO 至 scale up 場景根據 2026 年 GTC 上揭示的產品路標，Nvidia 在 Vera Rubin 後的下一代Feynman 平台預計將於 2028 年上線，新晶片包括 Rosa CPU、FeynmanGPU、LP40 LPU、Bluefield-5 DPU、NVLink-8 CPO 晶片、Spectrum-7 CPO晶片與 ConnectX-10 晶片等，其中除了產品迭代規格提升之外，相較於前一代的 Rubin 平台在 CPO 的著墨上僅有 Spertrum-6 102T 交換器，Feynman平台最大的改變在於 NVLink-8 將引入 CPO 技術，亦代表著 CPO 將自機櫃間的 scale out 應用場景演進至機櫃內的 scale up 應用場景。採用 CPO 的晶片數量將顯著提升。

CW laser 為 CPO 必備光源在搭載 CPO 解決方案的晶片數量大幅增加與技術升級趨勢下，我們認為CPO 設計中關鍵零組件之 CW laser 需求量將顯著提升，而材料規格則在耗電量的考量下則也將有所改變，根據 Marvell 資料，以目前光收發模組的主流規格矽光與傳統方案比較下，矽光解決方案可減少約 30%零件，而根據Cignal 資料，1.6TbE 矽光解決方案之材料成本約落在 300-350 美元之間，較傳統方案的成本 450-550 美元顯著降低，在功耗與價格考量下，CW laser勢必成為 CPO 主流材料。