分析丨光电融合，引发产业链价值重构？

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前言：

CPO把光引擎压到交换芯片旁，电互连缩至百微米级，英伟达称能效可提升5倍，台积电测算能效提升4倍。

更深的变化在产业链，光器件正从标准化模块变成晶圆和先进封装中的定制芯粒，利润池随之迁移。

作者| 方文三

图片来源 | 网络

激光器+衬底首次次成了战略资产

价值上移，正在把光电融合产业链的聚光灯推向更上游。

1.6T光模块所需的200G EML激光器芯片，全球供需缺口已超过30%，头部厂商订单排到2028年。

更稀缺的是磷化铟衬底，Yole预计2026年全球需求达260万至300万片，有效产能仅约75万片，缺口超过70%，且90%以上高端产能掌握在住友、AXT和JX金属手中，新产线建设周期长达18至36个月。

稀缺的性质已经变化，市场争夺的不只是排期，更是战略资源。

英伟达分别向Lumentum和Coherent投资20亿美元，并锁定未来产能。光源由普通BOM采购项，变成计算平台必须提前占位的战略能力。

Lumentum反复强调「Fab为本」，也说明光器件行业的价值逻辑正在向晶圆制造靠拢。

硅光给这场重构增加了变量，它以大功率CW光源替代部分EML，规模化后整机BOM成本可下降约30%，在短距1.6T场景的渗透率有望达到70%至80%。

需求因此转向CW激光器和外置光源模块。中国厂商已在100G EML和CW光源上形成突破，但200G EML仍由美日企业主导。

工信部提出到2028年实现200G EML光芯片45%自给率，真正高价值的国产替代，恰恰集中在最难啃的环节。

CPO也不会简单压缩上游价值。单端口离散器件减少，光源功率、稳定性、寿命和冗余要求却同步提高。

康宁展示的102.4Tbps CPO方案最多包含1024根信号光纤和16个可插拔激光源模块，连接器和光纤正升级为光纤到芯片的精密接口。

材料体系同样走向异质集成，SOI、磷化铟、锗、氮化硅、薄膜铌酸锂各司其职。

Soitec预计2027财年Photonics-SOI收入将在2026财年略高于1亿美元的基础上翻倍以上。

光电融合真正改变的，是价值链的重心。光模块仍在前台，材料、晶圆和精密光学已经开始在后台重新定价。

晶圆厂开始争夺光电融合的平台权

光子芯片很少追逐最先进的逻辑节点，波导尺寸受光学规律约束，成熟制程便能容纳大量器件。

晶圆厂的竞争焦点因而落在低损耗工艺、器件库、PDK完整度、跨晶圆一致性、异质键合和光电协同设计上。

台积电的COUPE平台就是这类变化的缩影，其做法是通过3D堆叠，将硅光PIC与电子控制EIC整合成光引擎，再与HPC芯片共封装。

台积电称，COUPE已与多家客户实现200Gbps高速传输，并继续开发可将数据中心传输功耗降低50%以上的CPO方案，已经把硅光、SoIC键合和CoWoS封装纳入同一个制造平台。

Tower Semiconductor在今年5月向美国证券交易委员会提交文件，披露已签署对应2027年13亿美元收入的硅光合同，并收到2.9亿美元客户预付款，用于预留产能；其硅光客户群超过50家，部分客户已经开始用现金锁定未来晶圆供应。

两个月后，Tower宣布在日本同步扩充300mm硅光、SiGe和先进光学封装能力，首阶段计划在2027年第4季度达到生产就绪状态，双轨扩产的净投资预计最高30亿美元，日本拟提供10亿美元补助。

扩产公告同时把晶圆制造和光学封装列入同一座产业中心，这种布局已经超出传统特色晶圆代工的业务边界。

材料供应也被纳入长期合同，2026年6月，Tower与IQE签署多年期磷化铟外延片协议，覆盖200Gbps/lane产品生产、400Gbps/lane调制器原型以及光路交换等应用，并设置最低采购和供应承诺。

双方公告显示，硅光平台开始向上游III-V材料延伸，以降低单一材料体系的性能限制。

由此形成的新壁垒很难用晶圆尺寸概括，300mm有利于提升产能和降低单位成本，前提是耦合均匀性、器件库、光学测试和异质键合良率能够同步成熟。

只有一条大尺寸产线，却没有稳定PDK、自动化测试和客户设计生态，规模反而可能放大报废成本。

封装从收尾工序变成系统良率的责任人

光越靠近芯片，封装越像一场精密的系统工程。

CPO内部同时塞入高功耗ASIC、EIC、PIC、光引擎、光纤阵列和激光输入。电、光、热、机械结构彼此牵制，一点翘曲、温漂或耦合偏移，都可能放大成整机损失。

日月光2025年展示的CPO器件尺寸已超过75毫米×75毫米，多个光引擎直接装上基板，能耗低于5pJ/bit。

真正决定量产能力的，却是共面度、光纤耦合、装配精度和多器件协同。

代价也随复杂度上升，一颗光引擎失效，可能连带报废昂贵的交换ASIC和先进基板。

于是，已知良品光引擎、晶圆级光学测试、并行测试、老化筛选开始成为量产基础设施。

实验室光学测试常以分钟计，半导体产线却要求秒级节拍。

Marvell在2026年将这种矛盾称为硅光制造的「测试墙」，测试设备、光探针、自动对准、标定软件和良率分析，可能由此长出新的利润池。

封装企业的角色也在改变，它们开始参与架构、散热、材料和系统测试，晶圆厂向光学封装延伸，光模块厂则把耦合和光引擎能力带入CPO。

过去分散的技术体系，最终都要在封装环节完成物理整合。

玻璃基板和TGV受到关注，同样源于这种变化。2026年研究中，TGV样品3dB带宽已超过110GHz。

它尚不足以证明玻璃将迅速替代现有中介层，却说明未来封装载体要同时容纳高频电信号、光学结构和异构集成。

CPO真正抬高的，是封装行业的能力门槛。拥有先进封装产能，并不意味着已经掌握稳定的光电封装。

谁能把精密耦合、测试、材料和系统设计变成可复制的制造能力，谁才更可能拿到光电融合时代新增的价值。

产业分工越难保持原样

可插拔模块之所以能够长期存在，重要的原因是足够独立，出了问题可以替换，模块可以单独测试，不同供应商也能够围绕标准接口竞争。

CPO把越来越多部件放进同一封装，性能提高的同时，也把故障成本和制造复杂度放大，这决定了产业不会整齐地从Pluggable一步跳到CPO。

2026年Coherent在推进CPO技术的同时，仍然展示1.6T、3.2T乃至面向12.8T系统的下一代可插拔方案。

现实中的数据中心也很可能长期并存多种路线：可插拔、LPO/LRO、NPO、CPO以及更靠近计算核心的Optical I/O，各自在不同距离、成本和可靠性要求下寻找位置。

另一个的问题是光每向芯片靠近一步，价值链会发生迁移。

在板边，价值主要集中于光模块；来到封装附近，硅光芯片、激光源与精密光学开始提高权重。

进入package内部之后，晶圆工艺和先进封装的重要性明显上升；继续向计算Die靠近，系统设计与Foundry平台甚至可能成为决定性力量。

过去十多年，先进制程解决计算密度，HBM提升存储带宽，Chiplet让不同芯片重新组合。

光电融合则把位于芯片之外的技术体系带进来，光学、晶圆与封装，从前像三条各自延伸的河流，AI算力正在让它们逐渐汇入同一个狭窄的河口。

下一轮产业竞争因此很可能少一些泾渭分明的上下游，掌握光源的企业会靠近芯片，晶圆厂会进入光学，封装厂会承担更多系统集成，算力巨头则会更早介入关键材料和产能。

结尾

光的位置变化，实际上对应着产业利润池的位置变化，这也是当前光电融合最值得观察的地方。

它正在把光推到计算芯片身边，并把材料、晶圆、封装和系统压成一条更短、更重的价值链。

部分资料参考：OFweek光学网：《交换机"光进铜退"：从500片晶圆到百亿美元市场》，同花顺财经：《CPO行业的三大核心争议：准入门槛、天花板、景气周期》，SEMI大半导体产业网：《英伟达：全球首款CPO交换机Spectrum X已量产》

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