AI 資料中心的光通訊升級,表面上看是從 800G 到 1.6T、3.2T、6.4T、12.8T 的速率迭代,實際上是一次更深層的架構遷移:光互連正在從前面板可插拔模組,逐步走向 LPO、NPO、CPO,最後進入 OIO。
速率只是結果,真正改變產業權力格局的是光源位置、調製器位置、製造平台與系統維修模式的變化。
在 800G/1.6T 時代,光源仍在光模組裡,EML 是核心。在 3.2T 時代,NPO 很可能成為 scale-up 與 scale-out 的主戰場。到 6.4T 時代,CPO 的必要性明顯提升,光源開始外接化。到 12.8T/OIO 時代,光源不再是模組內器件,而是系統級供光資源。
這條路線決定了光源行業的權力轉移,EML 時代是 InP IDM 的天下;CW/ELS 時代,純 CW 雷射器 IDM、Fabless、III-V Foundry、襯底、隔離器、TEC、透鏡與外接雷射模組供應鏈都被重新打開。
CPO 不會消滅光源,反而會把光源從一顆器件升級為 AI 計算系統的基礎設施。
LightCounting 在 2026 年 3 月 Ethernet Optics 報告中提出,在多個條件同時配合的情況下,AI cluster optical interconnect 年銷售額到 2030 年有合理機會達到 1000 億美元等級;這是把 AI cluster optics 作為一個大口徑市場來看。
Yole 早期對狹義 CPO 的預測更保守,估算 CPO 市場從 2022 年約 3800 萬美元增長到 2033 年約 26 億美元,CAGR 約 46%。兩者差異說明:只看 CPO module,市場不算誇張;若把 LPO、NPO、CPO、OIO、ELS、AI cluster optics 合併看,產業錨會大幅上移。
Lumentum、Coherent 對 2030 年 optical interconnect / datacom 可服務市場的表述也均大幅上移,反映雷射器、光源模組與光互連系統已經從傳統光模組配套件,變成 AI 基礎設施的關鍵瓶頸。
先看代際:100G、200G、400G 單通道如何推動架構遷移
光通訊產業每一代升級,最關鍵的不是總頻寬,而是單通道速率。
總頻寬可以靠增加路數堆出來,但單通道速率一旦翻倍,整個鏈路的壓力會同時落到SerDes、DSP、Driver、TIA、光源、調製器、封裝、散熱、PCB/基板走線、前面板密度和可維修性上。
也就是說,100G/lane、200G/lane、400G/lane 不是單純的數字,而是三個不同工程時代。
400G 是 4×100G,800G 是 8×100G,1.6T 進入 8×200G、約 106.25GBaud,3.2T 則進入 8×400G、約 224GBaud。
當單通道從 100G 到 200G,傳統可插拔還能靠更先進 DSP、LPO、最佳化熱設計繼續撐住。當單通道進入 400G,傳統前面板可插拔的功耗、散熱、訊號完整性與封裝密度會同步逼近極限。
因此,要先搞明白EML、CW、VCSEL、MicroLED等光源技術演變,就必須先把 Pluggable、LPO、NPO、CPO、OIO 這條架構演化路線講清楚。
光源技術不是孤立演進,而是被架構遷移推動。
800G:100G/lane,可插拔仍然舒適
800G 的主流形態是 8×100G/lane。這一代光模組仍然以 OSFP、QSFP-DD 等可插拔形態為主,EML、矽光、VCSEL 都有應用,但在 AI 資料中心單模短距與中距場景裡,EML 是最成熟的主流光源。
這一階段的核心特徵是:光源在模組內,調製器也在模組內,光模組廠採購EML、DSP、Driver/TIA、透鏡、FAU、PCB、外殼,完成模組組裝與測試。
光源產業鏈的核心價值在 EML IDM 手中,因為 EML 不是單一 DFB,而是 DFB + EAM 的 InP 單片整合器件。
800G 時代的可插拔邏輯仍然成立:模組熱插拔、供應商可替換、維修半徑小、資料中心集采模式成熟。光源位於模組內部並不構成系統性問題,因為單模組功耗與散熱尚能在 OSFP/QSFP-DD 的熱設計內被消化。
1.6T:200G/lane,可插拔仍是主流, LPO 開始延壽
1.6T 主流是 8×200G/lane。1.6T 沒有讓 CPO 成為主流,因為可插拔模組仍有維修性、部署彈性、供應鏈成熟度與標準化優勢。
但壓力開始明顯增加,1.6T 可插拔模組功耗約 20–28W,其中 DSP/SerDes 佔 10–14W,接近 50%。LPO 移除模組內完整 DSP 後,可把功耗壓到約 12–15W。
所以1.6T 的本質不是 CPO 立刻取代可插拔,而是 Full DSP Pluggable → LPO Pluggable → NPO/CPO 預備匯入。
LPO 的核心是把模組內 DSP/retimer 拿掉,只保留線性 Driver、TIA,讓主機 ASIC/SerDes 承擔更多均衡與補償。這樣做的好處是功耗與延遲降低,壞處是互通、校準、training、主機 SerDes 能力要求都更高。
在 1.6T 時代,EML 仍然是主流光源。Lumentum 在 OFC 2025 展示 448Gbps、224GBaud PAM4 EML,說明 EML 在單通道速率上仍有上探能力。
同時 450G PAM4 DFB-MZI 的展示也說明 InP 平台並沒有在 200G/lane 後失去價值。
真正的問題不是 EML 不能做,而是當系統走向 3.2T/6.4T,模組內分散發光與分散調製的架構是否仍是最經濟的選擇。
3.2T:NPO 的黃金窗口, CPO 再等等
3.2T 可能是爭議最多的一代。很多文章會直接把 3.2T 說成 CPO 的開始,但更合理的判斷是,3.2T 很可能是 NPO 的黃金窗口,市場會分化,而不是 CPO 一統天下。
3.2T這一代,筆者判斷NPO與CPO並存,NPO會比CPO佔據更多份額。
3.2T 對應 400G/lane。從物理壓力看,CPO 的吸引力確實上升,因為前面板可插拔的走線、功耗、散熱、面板密度都開始受壓。
即便博通的400G/lane PAM4+提高波特率,硬靠最先進的3nm製程超高速DSP把功耗降低,但光+模擬+驅動+發射功率翻倍,高頻耗損等導致的功率大增,筆者認為400G/lane的EML註定不會成為主流。
448G SerDes 下,3.2T 可插拔模組功耗可能進入 40–60W 區間,這已經高於 OSFP-XD 40W 上限,即便博通的方案可以頂著上限,但也用盡了吃奶力氣,意味著單純用傳統前面板可插拔形態硬撐會越來越困難。
但從產業現實看,CPO 的封裝、測試、良率、維修、標準化、供應鏈責任介面都還沒有完全成熟。
CPO 一旦把光引擎拉進 package 或 substrate,失效維修半徑變大,供應鏈介面變複雜,客戶集采模式也會被重構。這就給 NPO 留下非常重要的過渡窗口。
3.2T時代可能形成兩條大路線:第一條是 scale-up,用 VCSEL NPO 替代部分銅互連;第二條是 scale-out,用 CW/ELS + NPO。
前者利用 VCSEL 的低功耗、低成本、短距優勢,面向 GPU 叢集內部;後者保留外接 CW 光源與矽光調製方向,但不一定立刻把光引擎完全推進 CPO 封裝。
所以3.2T 不是CPO 取代 NPO,筆者認為更大的機率是「輝達推 CPO,博通 + CSP 推 NPO」。
輝達有能力推 CPO,因為它掌握 GPU、NVLink、InfiniBand/Ethernet switch、系統設計與客戶生態。博通和 CSP 則更可能用 VCSEL NPO、CW NPO、高密度可插拔/XPO 等方式保留供應鏈彈性。
6.4T:CPO 開始變成主線
到了 6.4T,問題已經不只是光源能不能做到 400G/lane,而是整個系統是否還值得維持 NPO 形態。
6.4T 如果用 16×400G 或更高密度通道,NPO 仍然可以工程化實現,但它的代價會明顯上升,更多光引擎、更高電逃逸壓力、更複雜的基板走線、更高散熱負擔、更難的校準和維修。
如剛才所言博通方案用盡全力也只能勉強守住OSFP-XD 40W 上限。
這時CPO 的系統級收益開始明顯增加。
光引擎更靠近 ASIC,電走線更短,SerDes 功耗和訊號損失更低,封裝密度更高。
台積電 COUPE 路線也指向這一點,1.6T OE on substrate 是起點,6.4T OE on substrate 匯入 CPO with switch,再往後進入 12.8T OE on interposer pathfinding。
從台積電的技術路線,我們可判斷出6.4T是CPO 開始成為高端 scale-out、spine、switch fabric 的主線,但 NPO 仍會在部分 scale-up、可維修和成本敏感場景共存。
下圖很明確地表示,未來的技術走向
12.8T/OIO:光源成為系統級供光資源
12.8T 以後,產業不應再把問題理解成更大號的光模組。它進入的是 CPO 到 OIO 的過渡,光 I/O 更靠近 ASIC、XPU,完全進入了interposer 或 CoWoS 類封裝結構。
TSMC 的 3D optical interconnect 設計邏輯把光互連系統拆成 laser、fiber、waveguide、grating coupler、edge coupler、MRR、MRM、PD、MRM driver、TIA、thermal controller,再用 WDM 作為擴展軸。
這說明未來不是單一模組形態升級,而是光源、波導、調製、探測、驅動、熱控全部進入系統級協同。
此時光源不再是模組內 EML,而是外接、集中、可替換、可監控、可冗餘的 CW laser array / laser pool / ELS。光源從一個模組裡的一顆器件變成整個計算系統的供光基礎設施。
EML、CW/ELS、VCSEL、MicroLED 的本質區別
EML:模組時代的最強光源
EML 是 electro-absorption modulated laser,即電吸收調製雷射器。它的本質是把 DFB 雷射器和 EAM 電吸收調製器做在同一顆 InP 晶片上。
DFB 負責產生單模光,EAM 負責高速調製。這種結構的優點是高速、成熟、單模性能好、適合 FR/DR/LR 等單模鏈路,也適合 800G/1.6T 可插拔光模組。
DFB 的核心在於分佈式布拉格光柵。普通 Fabry-Perot 雷射器靠端面反射形成腔模,模式較多。DFB 透過周期性光柵在有源區附近提供波長選擇,使雷射器在指定波長單模工作。
對資料中心 1310nm O-band 或 1550nm C-band 場景,DFB 的波長穩定性、SMSR、線寬、RIN、溫漂都會影響鏈路裕量。
EAM 的核心是 Franz-Keldysh 或量子限制 Stark 效應帶來的吸收係數變化。當外加電場改變材料吸收邊,EAM 對通過的光進行強度調製。
EAM 的優勢是器件尺寸小、驅動電壓低、調製速度高,適合與 DFB 在 InP 上單片整合。相比外接 MZM,EAM 可以把發光與調製做得更緊湊,但其 chirp、插入損耗、熱穩定和高速眼圖質量需要精細工程控制。
所以,EML 是 800G/1.6T 可插拔時代的最強光源,但它並不是 CPO/OIO 終局適合的方案。
EML最擅長的是模組級分佈式發光與調製,而 CPO/OIO 要解決的是系統級集中供光與靠近 ASIC 的調製。
CW/ELS:NPO/CPO/OIO 時代的系統級光源
CW laser 是連續波雷射器。它不負責高速調製,只輸出穩定連續光。
ELS 是 external laser source,即外接光源模組,通常由多顆 CW DFB laser、laser array、隔離器、透鏡、TEC、監控 PD、控制電路與光纖耦合結構組成。
CW/ELS 的產業意義是把 EML 中的 DFB 和 EAM 拆開,DFB/CW laser 留在光源端;EAM/MRM/MZM 調製功能搬到矽光 PIC 裡。這不是簡單的器件替代,而是光源與調製器位置的重新分工。
外接光源的最大工程價值是把溫度敏感的雷射器從高功率ASIC、GPU、switch package 周邊移開。
雷射器對溫度非常敏感,溫度會影響波長、輸出功率、RIN、老化速度和模式穩定性。若把雷射器放在 package 熱源附近,波長控制與可靠性會很難。若用 ELS 外接供光,則可以用更獨立的熱管理、冗餘、現場可替換 laser module 來提升整機可維修性。
Sivers、O-Net、Enablence 的 ELS 合作很有代表性,最近被頻繁提及,Sivers 提供 DFB laser arrays,O-Net 作為 ODM 整合,Enablence 提供 NxN Star Coupler。
這說明 ELS 不再是一顆雷射晶片,而是雷射陣列、分光器、封裝、熱控和系統介面共同構成的小型供光系統。
VCSEL:3.2T scale-up 替銅的最現實光源
VCSEL 是垂直腔面發射雷射器。它一般使用 GaAs 平台,而不是EML跟CW的InP。
光從晶圓表面垂直出射,而不是像邊發射雷射器那樣從晶片側面出光。這帶來幾個重要優勢,晶圓級測試方便、陣列化容易、耦合到多模光纖成本低、閾值電流低、短距能效好。
從Broadcom 200G VCSEL展示的850nm VCSEL 在 106Gbd PAM4 下實現 200Gbps/lane 的路線,-3dB bandwidth 超過 35GHz,RIN 低於 -152dB/Hz,並在 50m OM4 光纖上展示無不可校正錯誤。
這些參數說明 VCSEL 不再只是 25G/50G SR 時代的低速方案,而可以在 200G/lane scale-up 中扮演重要角色。
VCSEL 的限制也很明確,它適合 <50m 的 scale-up,不適合 100m–2km 的 scale-out 主幹。它適合多模短距,不適合長距單模。它可以打 3.2T 的黃金窗口,但 6.4T 再靠增加通道數硬堆會越來越痛苦。
因此,VCSEL 也不是 CPO/OIO 終局,但它很可能在 2026–2029 年左右成為 AI scale-up 從銅到光的部分過渡。
MicroLED:短距激進方案,但不是主線
MicroLED 方向是低速多通道、高平行、低功耗,理論上可以在短距 chip-to-chip 或 board-to-board 互連中提供低延遲方案。
它的邏輯與 400G/lane PAM4 不同:不是把每條 lane 推到極高速,而是用大量低速光通道平行傳輸,降低 DSP、FEC 和高速類比前端壓力。
但 MicroLED 面臨量產、耦合、生態、標準、可靠性等問題。MicroLED 製程涉及 III-V dry etching、側壁損傷修復、ALD/CVD passivation、bonding、test & repair 等難點。
相比 VCSEL NPO 和 CW/ELS 矽光方案,MicroLED 更像短距光互連的一條激進分支,而不是 AI 資料中心光源主線。
EML是IDM 統治的時代
進入光源產業鏈分析,第一個結論必須非常清楚,EML 時代不是所有光源公司都有機會,而是 InP IDM 統治。
原因很簡單,EML 不是一顆 DFB 雷射器,而是 DFB + EAM 的單片整合。DFB 和 EAM 都在 InP 平台上完成。
這要求企業同時具備 InP 外延、grating、DFB、EAM、晶片製程、端面處理、鍍膜、測試、封裝與可靠性能力。
純 DFB 廠商沒有 EAM,Fabless 沒有 InP fab,III-V Foundry 沒有客戶側完整可靠性資料,都很難在 EML 時代正面挑戰 Lumentum、Coherent、Broadcom、Mitsubishi、Sumitomo、索爾思Source Photonics 這類 IDM。
EML器件與加工
全球EML主導企業
EML 時代誰被排除,誰穩定受益
EML 時代真正能吃到核心價值的是能夠自己做 InP 外延、DFB、EAM、封裝、可靠性測試的 IDM。這使得很多看起來與光源相關的公司,在 EML 時代反而不容易受益。
第一,純 CW/DFB 廠商被壓制。因為客戶買的是 EML,不是裸 DFB。
純 DFB 能力不足以滿足 800G/1.6T 主流 EML 模組需求。這也是為什麼很多隻有 CW/DFB 能力的公司,在 EML 時代很難和 Lumentum、Coherent 正面競爭。
第二,Fabless 被壓制。Fabless 可以設計雷射器,但 EML 的量產可靠性高度依賴 InP fab、外延與製程。對大型 CSP 和模組廠而言,一旦出現失效,責任介面非常複雜。因此 EML 時代客戶更願意選成熟 IDM。
第三,III-V Foundry 被壓制。全新、聯亞、IQE、Smart Photonics、III-V Lab 這類公司有價值,但在 EML 時代,真正高端 AI EML 主供應鏈仍集中在 IDM。
Foundry 更容易在 CW/ELS 時代放量,因為 CW laser 的功能邊界更清楚,不需要把 EAM 一起做到極致。
第四,穩定受益的是襯底與前段裝置。InP 襯底、MOCVD、刻蝕、沉積裝置在 EML 時代仍受益。因為不管誰做 EML,都需要 InP wafer、外延、加工與製程控制。
CW/ELS 時代供應鏈被重新打開
CPO/NPO/OIO 不是不需要光源,而是不再需要每個模組內自帶 EML。
在 EML 時代,光源公司要同時提供 DFB + EAM;在 CW/ELS 時代,調製器進入矽光 PIC,光源端只需要提供穩定 CW 光。
這一變化非常大。它意味著沒有EAM 能力的純 CW/DFB 廠商開始有機會。Fabless + III-V Foundry 模式開始有空間。InP 襯底、外延、MOCVD、刻蝕、沉積需求外溢。光隔離器、透鏡、TEC、FAU、外接光源模組成為新價值環節。Lumentum、Coherent 仍然強,但不再是唯一能做光源的人。
在 CW/ELS 時代,光源端的核心指標會轉向:輸出功率、RIN、線寬、波長穩定性、SMSR、熱漂移、壽命、冗餘能力、可替換性、與矽光 PIC WDM 的匹配。這和 EML 時代強調 DFB+EAM 高速調製不同。
CW/ELS 時代的產業鏈分層:IDM、Fabless、Foundry、襯底、裝置
原 EML IDM仍然最強,但競爭不再完全封閉
Lumentum、Coherent、Broadcom、Mitsubishi、Sumitomo、Source Photonics 在 CW/ELS 時代仍然非常強。原因是 CW laser 仍是 InP 雷射器,仍然需要外延、DFB、封裝、可靠性和客戶認證。
原有 EML IDM 不會因為 EAM 被搬走而失去價值,只是價值形態從 EML chip 變成 CW laser / laser array / ELS module。
但競爭不再像 EML 時代那麼封閉。因為 EAM 不在光源內,純 CW/DFB 能力的公司也有機會。過去不能做完整 EML 的廠商,若能做出高功率、低 RIN、波長穩定、長壽命 CW laser,就可以進入 ELS 供應鏈。
新 CW laser IDM:源傑、Sivers、台灣華星光通,長光華芯等的新窗口
新 CW laser IDM 的機會來自一個核心變化:產業不再要求光源端必須提供 DFB+EAM 一體化 EML。只要能提供高可靠 CW laser,就能進入 CPO/NPO/OIO 的供光鏈。
源傑科技代表中國DFB/CW/EML 光晶片能力。Sivers Photonics 代表歐洲/英國 DFB laser array 與 ELS 生態。長光華芯代表高功率半導體雷射器平台向通訊光源延伸的可能性。華星光、QD Laser、Quintessent 等則代表台日美不同光源路線的潛在切入。
Fabless設計型公司 CW/ELS 時代最需要補強的一層
EML 時代,Fabless 最大的問題是沒有 InP fab,無法對 DFB+EAM 的完整可靠性負責。
但 CW/ELS 時代,調製器搬到矽光平台,光源端只要輸出穩定 CW 光,Fabless 可以設計 laser array、外接光源架構、controller、photonic interposer 或光 I/O 系統,再找 III-V Foundry 或 IDM 代工。
這裡要區分「純光源Fabless」和「光 I/O 系統 Fabless」。
前者直接設計雷射器、DFB array、外接光源模組;後者更偏向 photonic interposer、optical I/O、chip-to-chip 光互連,需要外接雷射器作為系統供光來源。CW/ELS 時代,兩類公司都會推高外部光源需求。
中國光源三小金剛與平台型公司
中國光源相關企業不能一概而論。源傑科技、仕佳光子、長光華芯常被市場放在「三小金剛」框架中討論,但三者能力完全不同,源傑更接近DFB/CW/EML 光晶片;仕佳更偏 PLC/AWG/DFB/光器件;長光華芯是高功率半導體雷射器平台,向通訊 CW 光源延伸仍需產品、客戶和可靠性驗證。
此外,光迅科技、華工科技/華工正源、中際旭創、新易盛、天孚通訊、太辰光、博創科技等公司也會在不同環節受益,但不能全部歸為「光源核心」。
有些是模組廠,有些是光器件,有些是連接/FAU,有些是平台型公司。文章需要把它們放回正確位置,避免把所有 CPO 概念公司都寫成光源核心受益者。
再加上A股斷章取義推票風氣,刻意混淆通訊等級的光源技術或者相關器件,并包裝成未來CPO高端光源或器件的小作文盛行,這現象幾乎在每一家公司的宣傳上都出現。
所以辨別材料跟器件,或者傳統光通訊與目前EML或者未來CPO在不同器件上的技術區別,是投資A股光題材標的的重中之重。
筆者知識星球有lumentum與cohernet以及矽光的從業者,大家一起討論並去蕪存菁,避免陷坑。
III-V Foundry / Epi:CW/ELS 時代的外溢受益者
III-V Foundry / Epi 在 EML 時代不是最核心,因為高端 EML 多由 IDM 自己做。
但 CW/ELS 時代,Fabless、外接光源模組公司、矽光平台公司都可能需要外部 InP/GaAs 外延與代工能力,這會讓全新、聯亞、IQE、Smart Photonics、III-V Lab 等公司的重要性上升。
這裡也要注意區分:GaAs foundry、InP foundry、Epi wafer supplier、完整 laser IDM 不是一回事。
穩懋、宏捷科更偏 GaAs/RF foundry,這塊與矽光熱點有區別,早期做RF的近兩年市場低迷,都不約而同往光互聯的題材上蹭或者說轉型,卓勝微當初自建工廠正是為了射頻業務,如今也在往光互聯市場發展。
全新、聯亞更接近外延與III-V供應;Smart Photonics、III-V Lab 更像 InP PIC foundry 生態。
襯底:InP/GaAs 的上游底座
無論是EML、CW DFB、InP PIC,還是 VCSEL,都離不開三五族襯底。InP 主要對應 1310nm/1550nm 通訊光源,GaAs 主要對應 VCSEL、部分 850nm/940nm/1060nm 應用以及射頻/功率半導體。
襯底的核心指標包括晶圓尺寸、缺陷密度、摻雜均勻性、翹曲、表面粗糙度、熱穩定性與批次一致性。高端通訊雷射器對缺陷和一致性要求高,因為微小材料缺陷可能導致外延缺陷、模式不穩定、可靠性下降。
裝置:三五族光源前段製程
本文不討論泰瑞達,FormFactor,MPI,高明鐵,駿河,ficonTEC這類光耦合、ATE、探針卡、封測裝置,本文中心是光源本體,主要針對 InP/GaAs 的雷射器製造。
裝置部分主要針對三五族前段製程:MOCVD、刻蝕、沉積、金屬化、清洗/去損傷。
三五族光源前段製程的核心是材料和表面。其中:
MOCVD 決定量子阱、波導、有源區質量;
刻蝕決定 DFB 光柵、脊波導、mesa、隔離槽的形貌和損傷;
沉積與 passivation 決定表面復合、漏電、可靠性;
金屬化決定接觸電阻、熱阻與高速電性能。
這裡要避免一個A 股常見誤區,CPO 熱度不等於所有後段自動化耦合裝置都成為最核心環節。對光源本體而言,最底層的是三五族材料與前段製程,尤其是 MOCVD 外延、DFB 光柵與波導刻蝕、表面 passivation、電極金屬化與可靠性控制。
其中MOCVD是三五族特有關鍵裝置。這也是這兩年筆者在知識星球在推薦國產裝置股的時候,一直是把中微放在首位的加分項,前兩年就能看到未來三五族MOCVD因為光互聯的繁榮,不過中微的重點是放在LED,需要有所側重轉向。
ELS 不是一顆雷射器,而是一個完整光源系統
很多分析把 CW/ELS 簡化成只要 DFB,這不完整。真正的 ELS 是一個小型光源系統。
它至少包括 InP substrate、epitaxy、DFB laser die、laser array、wavelength locker、monitor PD、isolator、Faraday rotator、lens/collimator、TEC、thermistor、hermetic package、fiber pigtail、FAU、control board/driver。
ELS的難點不是單顆 DFB 亮起來,而是多顆雷射器功率一致、波長穩定、RIN 低、熱漂小、反射可控、壽命長、可替換、可監控,並能與矽光 PIC 的 WDM/調製器精準匹配。
在 CPO/OIO 架構下,雷射器通常不應放在最熱的 ASIC/package 周邊,因為溫度會影響波長與可靠性。
ELS 將 laser source 外接,可透過獨立散熱和冗餘設計提升 serviceability,也讓 laser module 成為可以現場替換的系統部件。ELS大大地改善了CPO的可維護性,可維護性一直是CPO被行業詬病的核心。
CW/ELS供應鏈全景
不能把 TGG/TSAG 和通訊級光隔離器混為一談
光隔離器在 ELS 中非常關鍵。外接雷射器最怕反射光回灌,反射會造成模式跳變、RIN 上升、波長漂移、相位噪聲甚至雷射器失效。光隔離器的功能就是讓光單向通過,阻止反射光回到雷射腔。
典型隔離器由 input polarizer、Faraday rotator、output polarizer、magnet、lens/collimator、封裝結構組成。
Faraday rotator 在磁場下旋轉偏振方向,配合偏振器實現單向通光。
這裡要特別科普,TGG/TSAG 不等於通訊級高端隔離器。TGG、TSAG 常見於高功率工業雷射與部分近紅外應用,但通訊級 1310/1550nm 小型化隔離器更重視插損、隔離度、回損、溫漂、偏振一致性、小尺寸、薄片加工與封裝匹配。
SGGG 襯底 + LPE 外延長 YIG 薄膜是未來 NPO 甚至 CPO 微型光隔離器的主流法拉第旋光片方案,這一選擇並非只考慮材料性能,更多是取決於其晶圓級整合能力,也依賴於 YIG 薄膜優異的磁光性能與熱穩定性,這二者共同決定了該方案在高密度光電整合時代的不可替代性。
針對法拉第旋光片的整個環節與產業鏈,有興趣的可加入知識星球瞭解,公眾號不發表該文章,知識付費,三天免費試用,不滿意者直接向平台申請退款即可。
GRANOPT、Sumitomo 這類日系磁光材料與隔離器供應商的優勢,不只是有晶體,而是它們在通訊波段、小型化薄片、低插損、高隔離與長期可靠性上的製程積累。
福晶科技有磁光晶體能力,但不能簡單等同於 Coherent、Sumitomo、GRANOPT 的通訊級微型隔離器供應地位。
若要進入 CPO/ELS 供應鏈,核心不是能做或有TGG/TSAG產品線,而是能否做到通訊級小型化、低插損、高隔離、高一致性與長期可靠性。
簡單說,TGG/TSAG等工業脈衝雷射、科研、高功率固態雷射(1064nm 為主)的法拉第旋光片與EML/CW/ELS的1310nm與1550nm波長的光隔離器材料不盡相同且製作工藝上也是兩碼事。
EML 時代 vs CW/ELS 時代:產業鏈重構表
讓我們再複習一下未來光互聯形式的方案演變
3.2T 為什麼是 NPO 的黃金窗口
3.2T 時代,光模組廠不會願意立刻把主導權交給 Foundry 和 CPO 封裝平台。因為 NPO 還保留了模組廠的製造角色,也保留了 CSP 喜歡的可維修性、多供應商和部署彈性。
Scale-up 方向,VCSEL NPO 的優勢是低功耗、低成本、短距足夠、可靠性好。200G/lane VCSEL 可支撐 3.2T scale-up,能效可接近 1pJ/bit,對比銅纜在更長距離、更大機櫃域中的損耗與布線壓力,VCSEL NPO 是非常務實的替銅方案。
Scale-out 方向,CW/ELS NPO 則可以把光源外接,把調製放在矽光光引擎,但不一定立刻做完整 CPO。這樣既能降低一部分功耗,又保留一定可維修性和供應鏈開放度。對博通與 CSP 而言,這比高度封閉的 CPO 更符合多供應商採購與白盒生態邏輯。
因此,3.2T 不會是一條路線吃掉所有市場,而是分化:輝達偏 CPO,博通偏 NPO+CPO 雙軌,CSP 更偏 NPO/XPO/CPX,模組廠強推 NPO/XPO,Foundry 則更希望 CPO/OIO 把價值推向 PIC/EIC/封裝平台。
不同層級的廠家有不同的出發點,而筆者正是綜合這些判斷,不偏也不倚的去預測產業發展趨勢,而不是不同立場各說各話。
6.4T CPO 的主場
到了 6.4T 時代 ,NPO的優勢開始下降。原因不是 VCSEL、CW 或 EML 不能繼續進步,而是系統層面的代價變高。
通道數增加,光引擎數量增加,電逃逸距離與損耗難以控制,基板與連接器設計更複雜,熱管理壓力上升,校準與測試成本上升,維修半徑變大。
所以6.4T 的光源形態大機率是外接 ELS + 矽光 PIC + CPO 光引擎。這裡光源行業不是被消滅,而是變成外接供光模組。
光模組廠如果仍停留在傳統可插拔裝配,就會被削弱;但如果能切入 ELS、FAU、光纖連接、雷射器封裝、測試,仍然有位置。
CPO 的真正價值不是「把模組塞進封裝」,而是把高功耗、高損耗、高延遲的電逃逸縮短,把光調製放在更接近 ASIC 的位置。
此時光源端最好的工程選擇不是把雷射器也放在熱源旁,而是外接化、冗餘化和可維修化。
12.8T/OIO:光源的終局是 laser pool
12.8T 和 OIO 時代,光源會進一步系統化。這時不應再說某顆 EML 多少 G,而要說整個系統如何分配光功率、波長、冗餘、熱控與維修。
未來的光源可能是多通道ELS、laser pool、remote laser source、可替換 laser cartridge,並與 CPO/OIO 光引擎標準化介面連接。
OIO 的核心不是把雷射器放到 interposer 上,而是把調製與探測更靠近計算晶片,光源可以外接,避免熱源與可靠性問題。
這個階段的競爭不只是器件公司之間的競爭,而是系統廠、Foundry、InP 雷射 IDM、Fabless 光 I/O 公司、外接光源模組廠之間的架構競爭。
誰能把穩定、低噪聲、高功率、可維護的光送到最靠近計算晶片的地方,誰就掌握未來光互連的入口。
全球光源相關企業總表
2025–2030+ 光互連與光源技術時間軸
這張表是整篇文章的總結性圖譜。它不是精準預測每家公司產品節奏,而是把 PO 形態、光源形式、單通道速率、路數、調製器材料與產業主線放在同一張時間軸裡。
核心要點是:2025–2027 年是 EML IDM 收穫期;2028 年前後是 NPO 黃金窗口;2029–2030 年後 CPO/OIO 把光源從模組內器件重構為系統級供光資源。
結論 CPO 不消滅光源,而是重分配光源價值
這篇文章最後要落在一個清楚的判斷:2025–2027 年,是 EML IDM 的收穫期;2028 年前後,是 NPO 的黃金窗口;2029–2030 年後,CPO/OIO 把光源從模組內器件重構為系統級供光資源。
所以,光源產業不是被 CPO 消滅,而是被 CPO 和 OIO 重構。EML 時代,價值在 DFB + EAM 一體化,只有 InP IDM 能吃大頭。CW/ELS 時代,EAM 被搬到矽光平台,光源端回到 CW DFB laser,純 CW laser IDM、Fabless、III-V Foundry、襯底、隔離器、TEC、透鏡、FAU 全部被重新放進產業鏈。
3.2T 是這場變局的分水嶺,但它不是 CPO 一統天下的時刻。更大機率是:輝達推 CPO,博通與 CSP 推 VCSEL/CW NPO,模組廠用 XPO、NPO 延長自己的生命周期。真正到 6.4T、12.8T/OIO,光源才會從模組內分佈式 EML,全面轉向外接、集中、可維護、可監控的 CW/ELS。
一句話總結:800G/1.6T 看 EML IDM;3.2T 看 NPO 分化;6.4T 看 CPO 成熟;12.8T/OIO 看 laser pool。光源不是消失,而是從一顆器件,變成 AI 計算系統的基礎設施。
本文感想:
最近一直在學習光互聯產業,瞭解越深越覺得自己知識的渺小,本文早在十天之前就寫好初稿,但與許多光通訊專家與做了十多年矽光的老朋友討論之後,發現目前光互聯技術路線處於戰國時期,百家爭鳴的狀態。
各種技術路線都認為自己的方向正確,歐美台的產業鏈專家跟國內專家,同樣都是從業十多年的資深人員,但彼此的觀點卻不盡相同。
國內依託光模組產業鏈大家都是奮力的阻擋CPO的產業鏈遷移,問到CPO總是有一千個理由,CPO有總總困難沒那麼快,一切還未定,還難說。但很明顯他們在避重就輕。
與歐美或台系的產業內朋友聊卻是另一番光景,整個行業都在摩拳擦掌迎接CPO的到來,但也很明顯,進度沒有他們說得快,他們也刻意迴避一些難點。
但不論如何,該來的總會來。
最終經過與許多業內朋友的討論,彙整這一份資料,內容並非完全依照專家的意見,因為有的觀點完全不同,甚至是對立的,我只能自己根據自己的產業經驗與主流企業的技術方向自行延伸並做出判斷。
筆者綜合下來,6.4T也就是2029/2030年左右會是一個真正的分水嶺,NPO即便延壽再成功也阻擋不了CPO成為主流,光模組廠失去新增量,但這是好幾年以後的敘事,在二級市場上不用過份放大影響。
3.2T的VCSEL NPO增加了scale up這個全新增量,讓我在現階段看好光模組廠,因為2029/2030年的6.4T還早,明年跟後年的3.2T還是光模組主導的NPO,且還增加了以前沒有的scale up,我認為2026年只要光模組廠有下跌都是可以入手的好機會,因為未來兩年的業績都是大好。
這些產業變化,筆者在知識星球隨時為你更新,並與星球內的5000千名會員一起討論。
本文因為是寫給普通網友與投資者看的,文章的論點並非很嚴謹,更多是本人自己衡量後依照經驗做出的推演與判斷。可能會有不同立場的專家有不同意見。
其實咱們星球內的有lumentun,cohernet以及三五族fab的許多從業者與朋友,這些老朋友有自己看法的也歡迎能提出,不吝賜教,大家可以試著討論出未來最可能的方向。 (梓豪談芯)
