CPO大势已定，商业化真的能如期落地吗？

量产落地+产能扩张提速，硅光晶圆代工格局迎来重塑。

AI大模型持续迭代、超算算力集群不断扩容，直接推动芯片间数据传输带宽需求每两年翻倍增长。传统铜质互连架构受材料物理属性限制，传输损耗大、带宽上限低、运行功耗居高不下，已然难以适配万卡级AI服务器高密度数据交互场景。如何疏通芯片内部、芯片之间的数据传输瓶颈，降低算力集群整体能耗，成为全球半导体行业亟待破解的核心难题。在此背景下，越来越多主流晶圆代工厂将技术突破口锁定硅光子技术，依托光电融合方案重构芯片互连体系。

硅光子技术依托成熟CMOS半导体制造工艺，将光波导、光调制器、光电探测器等各类光学元器件集成于硅基晶圆之上，打破了光路、电路分开制造的传统模式，正稳步走出实验室研发阶段，大批量导入12英寸标准化半导体产线开展量产交付。当下，台积电、联电、格芯、高塔半导体等全球头部晶圆代工企业均投入大额资金布局硅光工艺研发与产能建设，各家依托自身技术积淀制定差异化发展路线，一场围绕工艺开发、产能搭建、产业生态共建的硅光产能竞赛全面开启，原有光互连代工行业格局正在持续重塑。

各大代工厂硅光布局路径分化

2026年被业界普遍视作硅光子技术商用落地关键年份，全球主流晶圆厂均大幅加快硅光项目落地节奏，企业依托区位资源、技术储备差异，走出了截然不同的产能扩张路线。

联电新加坡12英寸综合晶圆厂率先完成首批标准化硅光晶圆量产交付；台积电自研COUPE紧凑型硅光集成平台全面转入大批量生产阶段；高塔半导体敲定日本全域产能扩容规划，持续加码硅光、锗硅工艺与先进封装建设；格芯并未新建自有厂房，而是通过资本收购整合成熟硅光制造资产补齐业务短板。国内赛道同步稳步推进，粤芯半导体（CanSemi）已完成12英寸硅光芯片生产线搭建，也是目前中国大陆唯一实现12英寸硅光晶圆大规模量产的代工企业。

7月14日，联电与希立科技（SILITH）共同对外发布合作进展：联电新加坡厂区正式交付双方联合研发的首批商用硅光晶圆，标志着二者数年技术联合研发正式迈入商业化供货周期。希立科技创立于2021年，核心业务聚焦数据中心高速光通信芯片研发，旗下100G、200G速率硅光收发芯片已实现稳定批量出货；借助本次深度绑定合作，企业产品迭代路线顺利延伸至1.6T超高速光芯片赛道，精准匹配下一代AI交换机带宽升级需求。联电对外披露规划，将于2027年正式推出自研完整12英寸硅光工艺平台，同时携手希立科技攻关单通道400G纯硅光解决方案，同步布局薄膜铌酸锂新型光电材料研发，储备面向未来超高速传输场景的前沿技术。

高塔半导体将全部产能扩张重心落地日本区域，围绕硅光子、锗硅调制工艺、先进封装三大板块持续加大投入。整体规划分为两大阶段：第一阶段改造升级新潟县新井老旧晶圆厂房，打造集12英寸硅光芯片制造、光电一体化封装于一体的综合产业平台；第二阶段扩充富山县鱼津7号工厂现有产能，同时启动全新12英寸晶圆厂房筹备建设工作。依托日本地方半导体产业扶持政策稳步释放产能，主打定制化硅光代工服务，现已收获多家海外光模块厂商长期订单。

和联电、高塔自主建厂扩产的模式不同，格芯选择外延收购的轻量化发展路径。2025年格芯完成对新加坡专业硅光代工厂AMF（先进微晶圆厂）的全资收购，将其成熟硅光制造工艺、产线设备、研发团队全盘整合至自家Fotonix光电一体化平台，重点面向共封装光学（CPO）架构提供光电芯片代工服务，补齐自身在光子芯片单片集成领域的技术短板。

台积电凭借先进封装领域的行业绝对优势构筑一体化技术壁垒，旗下COUPE硅光集成平台现已稳定量产。平台依托SoIC三维芯片堆叠技术，实现电子运算芯片与光子芯片垂直堆叠融合，有效提升带宽密度、大幅削减信号传输功耗。现阶段台积电持续打通COUPE平台与CoWoS中介层封装、SoIC堆叠技术的协同适配，搭建起光电设计、晶圆制造、封装测试一站式综合平台，同时联动全球上下游设备、材料、芯片设计企业搭建标准化硅光产业生态，牢牢占据全球高端硅光代工市场主导地位。

国内粤芯半导体已建成完整12英寸硅光专属产线，生产工艺覆盖90nm至65nm主流节点，可充分满足中短距光通信、AI芯片互连场景的代工需求，企业后续技术迭代目标直指45nm制程，稳步缩小与国际一线厂商的工艺差距。需要区分的是，长光华芯并未布局12英寸硅光产线，其联合产业伙伴打造的8英寸硅光产线仍处于建设阶段，计划2026年底通线、2027年初才可投产，暂不具备量产交付能力。除此之外，中芯国际等本土头部晶圆企业也已启动硅光工艺预研，依托自有成熟CMOS产线开展小批量流片验证，国产硅光代工梯队正逐步完善。

晶圆厂扎堆布局硅光，三大核心动因

行业分析师普遍认为，全球头部代工厂集中押注硅光子赛道，本质是顺应后摩尔定律时代半导体产业变革趋势，核心驱动力分为三个层面，高度契合企业长期经营发展诉求。

第一，硅光子可高度复用成熟CMOS产线资源，成本与规模化扩张优势十分突出。硅光器件生产无需从零搭建化合物半导体专属厂房，现有12英寸晶圆厂房、光刻刻蚀设备、整套生产管控体系以及工艺研发人才均可迁移复用；相较砷化镓、磷化铟化合物半导体产线，前期建厂投入更低，产能爬坡、规模扩产灵活性更强，能够持续摊薄研发与制造成本，盈利空间更加可观。

第二，硅光子技术与先进封装体系深度互补，完美适配CPO架构落地需求。共封装光学将光引擎、交换ASIC芯片、AI加速芯片集成至同一封装基板之上，对封装精密程度、芯片散热热管理、高速信号完整性提出严苛要求；而CoWoS、SoIC等高端先进封装技术本就是各大头部晶圆厂的核心竞争力，二者结合可便捷打造一体化光电集成方案，构筑难以复刻的技术壁垒。随着英伟达、博通等国际芯片巨头将CPO划定为下一代数据中心标准互连架构，提前布局的晶圆厂将率先承接大批量代工订单。

第三，布局硅光有助于代工厂向上延伸半导体产业链，稳固自身全链条话语权。传统光通信产业链价值大多集中于下游光模块组装环节，晶圆制造端附加值偏低；CPO技术普及之后，产业价值重心向上游芯片制造、先进封装环节转移，能够一站式承接光电芯片设计、晶圆代工、封测全流程业务的厂商，将牢牢掌握产业链议价权，开辟全新营收增长曲线。在后摩尔定律先进制程迭代放缓的大背景下，硅光已然成为晶圆厂突破营收增长瓶颈的核心增量赛道。

规模化商用前路仍存多重挑战

尽管全球产线建设、技术迭代节奏持续加快，但硅光子技术全面大范围商用依旧面临制造、封测、行业标准三重现实瓶颈，诸多技术细节需要全行业协同攻克。

制造端首要难点在于硅基底本身无法产生激光光源，必须依靠异质集成工艺嵌入磷化铟、砷化镓等三五族半导体材料充当发光单元。不同企业分别采用晶圆键合、外延生长两类技术路线，工艺方案尚未达成统一，异质集成良率偏低、生产成本居高不下，成为制约技术大规模量产的首要阻碍。

封测环节壁垒同样显著：CPO器件需要同步处理高速电信号与光信号，光纤耦合对位精度、封装气密性、设备长期运行可靠性要求远超传统半导体芯片封装；适配光电一体化产品的专用测试设备、标准化检测方案尚未全面普及，配套产业链成熟度不足，持续抬高整体落地成本。

与此同时，全球范围内尚未出台统一的CPO硬件接口、封装外形规范，各家企业自研技术规格互不兼容，碎片化生态严重制约供应链协同调配，不利于行业整体降本，延缓了硅光全域普及进程。

硅光商用落地还需补齐哪些短板？

综合全球各大晶圆厂技术路线与产能投放规划，2027年将成为硅光子商业化进程的关键分水岭，行业供需格局将迎来实质性转变。联电计划当年正式对外提供12英寸硅光标准化代工服务，高塔半导体瞄准2027年第四季度实现硅光芯片大规模量产；台积电、格芯也将持续上调产能利用率，届时全球硅光代工产能将迎来集中释放，当下供需紧张的局面会得到一定缓解。

长期维度来看，纯硅光方案与新型材料光电路线将会并行发展。依托成熟CMOS工艺的纯硅光方案凭借低成本、易量产优势，会率先在800G、1.6T数据中心光模块领域大范围渗透；薄膜铌酸锂等新一代光电材料，则面向3.2T及以上超高速互连场景持续迭代升级，满足未来算力集群带宽持续扩容需求。

国内企业近几年持续加大硅光全产业链投入，逐步搭建起光芯片设计、晶圆代工、光模块封装完整产业体系，本土供应链自主可控能力稳步提升。但客观而言，国内厂商在高端硅光芯片架构设计、CPO系统集成实操经验、三五族有源光源材料、光电专属EDA设计工具等核心领域，依旧和国际头部企业存在明显代差，高端硅光代工产能供给缺口短期难以填补。

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