CPO(共封装光学)技术

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网络系列报告之CPO概览:光电协同,算力革新
国元证券· 2025-06-17 14:13
报告行业投资评级 - 推荐(首次) [6] 报告的核心观点 - 随着规模定律扩展,并行计算推动集群互联带宽需求,CPO技术因低功耗、高速率优势受重视,长期或成数据中心光电转换模块终局结构,国内供应商多布局产业链上游且全球化产能布局,看好天孚通信、太辰光等公司 [1][2][3] 根据相关目录分别进行总结 1 规模定律下模型参数量高增,并行及功耗需求推高集成 1.1 规模定律下参数量高增,计算并行流增长推集群互联带宽提升 - 模型规模扩展使算力需求增加,推理阶段算力需求指数型增长推动算力集群扩张,并行计算推动集群内互联带宽和通信器件需求提升 [14][17] 1.2 集群大规模、高速率、低功耗需求下,集成式模块或为更优选择 - 集群TCO中电费占比高,降低功耗可优化OPEX;集群规模扩张使通信设备价值量占比上行,CPO技术可提升带宽、功耗和空间效率,降低成本 [20][24][28] 1.3 CPO高性能、低功耗优势推渗透提升,上游器件供应商弹性可观 - CPO技术可形成“技术升级 - 成本下降 - 渗透加速”正向循环,预计到2027年800G和1.6T端口总数中CPO端口将占近30%;介绍了CPO系统组成架构及相关器件 [33][35][42] 1.4 行业头部通信设备厂已有成熟方案,CPO交换机产业化或在即 - 博通推出多款CPO交换机,不断提升交换容量、降低功耗;英伟达发布两款CPO交换机,降低了端口功耗 [52][58][63] 2 行业内重点公司分析 2.1 太辰光:产品成功导入康宁,MPO及光纤柔性板的领先供应商 - 太辰光产品应用广泛,客户包括康宁;营业收入和归母净利润整体增长,光器件产品占比提升;MPO产品领先,shuffle产品和光柔性板产品有优势,FAU产品开展相关工作 [67][70][74] 2.2 光库科技:子公司加华微捷业绩高增,前瞻布局薄膜铌酸锂 - 光库科技产品应用领域广,有多家子公司;营业收入和归母净利润整体增长,光纤激光器和光通讯器件占比近年下降;子公司加华微捷FAU产品布局全面,公司在薄膜铌酸锂材料有积累 [77][80][83] 2.3 天孚通信:英伟达CPO交换机技术合作伙伴,CPO板块多产品布局 - 天孚通信是光器件解决方案和封装制造服务商,产品应用广泛;营业收入和归母净利润高速增长,光有源和无源器件占主导;是英伟达CPO交换机合作伙伴,部分产品小批量生产,泰国产能布局推进 [87][91][95] 2.4 仕佳光子:领先光芯片供应商,间接投资MT插芯供应商福可喜玛 - 仕佳光子聚焦光通信,产品包括多种芯片和连接器;营业收入和归母净利润波动大,光芯片及器件产品占比提升;建立MPO生产基地,间接投资福可喜玛保障MT插芯供给 [98][102][105] 2.5 源杰科技:大功率激光器获千万级订单,推动业绩Q1同比高增 - 源杰科技专注高速半导体芯片,产品应用广泛;营业收入和归母净利润波动大,电信市场类收入占主导;数据中心产品有进展,研发CPO相关产品 [108][111][114] 2.6 光迅科技:前瞻布局CPO光源模块,受益国内云服务商的IDC建设 - 光迅科技是光电器件一站式服务提供商,产品应用广泛;营业收入和归母净利润稳健增长;前瞻布局CPO ELS光源模块 [116][117][120]
英伟达,开启硅光新纪元
半导体行业观察· 2025-03-22 11:17
核心观点 - NVIDIA推出开创性硅光子技术CPO,通过共封装光学取代传统可插拔光学收发器,预计将数据中心电力消耗减少40兆瓦,同时提高AI计算集群的网络传输效率 [1] - CPO技术是高速网络集群的核心组件,特别适合低延迟、高带宽的AI集群,相比传统可插拔光模块可降低30%功耗 [6] - 行业正处于转型阶段,CPO技术将引领颠覆,短期内可插拔模块仍是主流,但长期看CPO将随高带宽需求增长而普及 [11] 技术细节 Spectrum-X光子交换机 - 提供128个800Gb/s端口或512个200Gb/s端口配置,总带宽达100Tb/s,另有512个800Gb/s或2048个200Gb/s端口配置,总吞吐量400Tb/s [2] - 采用多芯片设计,以太网交换机ASIC配备单芯片包处理引擎,周边集成8个SerDes芯片和4个角落芯片,共36个800Gb/s端口 [3] - 专为多租户、超大规模AI工厂设计,带宽密度比传统以太网高1.6倍 [2] Quantum-X光子交换机 - 包含2个CPO模块,每个模块由Quantum-X800 ASIC和6个光学组件组成,集成18个硅光子引擎,总吞吐量115.2Tb/s [4] - Quantum-X800 ASIC采用台积电4N工艺,集成1070亿个晶体管,单个ASIC提供28.8Tb/s吞吐量 [4] - 采用200Gb/s微环调制器,功耗降低3.5倍,配备144个单模光纤MPO连接器和18个外部光源 [4][5] CPO技术优势 - 将ASIC与光学组件直接集成,消除单独DSP芯片需求,显著降低功耗并提高性能 [6] - NVIDIA的CPO基于微环调制器(MRM),博通的CPO基于马赫-曾德尔调制器(MZM),后者可降低50%功耗 [6] - 采用台积电COUPE技术,3D堆叠电子和光子IC,通过光纤阵列实现表面耦合 [7] 行业影响与挑战 - CPO技术面临可靠性挑战,故障需更换整个系统而非单个模块,但外部光源支持现场更换 [8] - 可插拔光模块因灵活性和成熟标准化仍是主流,但CPO在超大规模集群中具有试点潜力 [9][11] - 未来可能出现混合"CPO+可插拔"架构,根据应用需求灵活选择 [11] 供应链与合作伙伴 - NVIDIA的CPO合作伙伴包括Browave、Corning、Fabrinet、富士康、Lumentum等 [7] - InfiniBand CPO将于2025年下半年推出,以太网CPO计划2026年下半年上市 [5]
下周英伟达GTC看什么?Blackwell、Rubin、CPO、机器人....
华尔街见闻· 2025-03-14 18:52
GTC 2025大会前瞻 - 英伟达将在GTC 2025大会上推出Blackwell Ultra芯片(GB300),并可能披露Rubin平台的部分细节 [1] - 大会将聚焦AI硬件全面升级,包括高性能GPU、HBM内存、散热与电源管理技术以及CPO技术路线图 [1] - 人形机器人和物理AI预计成为大会亮点,相关产业链公司有望受益 [1][9] Blackwell Ultra芯片 - Blackwell Ultra(GB300)采用与B200相似的逻辑芯片,但在HBM内存容量和功耗方面显著提升 [3] - 该芯片的升级将带动电源、电池、散热、连接器、ODM和HBM等领域供应商受益 [3] Rubin平台 - Rubin GPU预计采用288GB HBM3e内存,热设计功耗(TDP)达1.4kW,FP4计算性能比B200高出50% [4] - 采用双逻辑芯片结构,配备8个HBM4立方体,总容量384GB,比Blackwell Ultra增加33%,TDP预计达1.8kW [5] - 可能采用1.6T网络架构,配备两个Connect X9网卡,Vera ARM CPU升级至N3工艺 [5] - 量产时间可能提前至2025年底或2026年初,大规模出货预计在2026年第二季度 [12] CPO技术 - CPO技术将提高带宽、降低延迟并减少功耗,但GPU级CPO仍面临散热、可靠性等挑战 [7][8] - CPO初期应用于交换机(Quantum和Spectrum系列),GPU端广泛应用预计在2027年Rubin Ultra时代 [8] 物理AI与人形机器人 - 英伟达可能发布多模态AI、机器人和数字孪生领域的新进展,Cosmos和GR00T平台或进一步升级 [9] - 机器人领域情绪升温将利好BizLink和Sinbon等供应链厂商 [10] AI资本支出展望 - 2026年全球AI资本支出仍有增长空间,受美国云厂商支出增长、中国CSP资本支出回暖及企业级AI需求推动 [2]