投资要点:
事件:据中国台湾《经济日报》,台积电硅光和光电合封技术战略取得重大进展,
已成功实现CPO与先进半导体封装技术的集成,在3nm工艺上调试成功CPO关
键技术微环调制器,预计2025年初可以交付样品,有望在2025年下半年量产
1.6Tbps光电器件。
算力需求带动网络带宽成倍提升,CPO有望广泛应用。算力时代对光模块有低功
耗、高带宽两大要求,其中CPO是在成本、功耗、集成度各个维度上优化数据中
心的光电封装方案。CPO是一种新型的光学封装技术,其将光学元件直接封装在
芯片内部,通过更短的光学路径和更紧密的光学耦合实现更高效的光通信,同时也
芯片内部,通过更短的光学路径和更紧密的光学耦合实现更高效的光通信,同时也
减少光学连接和对准的复杂性,从而实现更高密度的光电集成和更高性能的光通信
系统,有望被广泛应用。参考Yole,预计2033年CPO市场规模达到26亿美元,
2022-2033年复合年增长率达46%。
光学器件、电子器件和封装技术是CPO的核心组成部分。传统的封装技术:光引
擎是可插拔的光模块,光纤过来以后,插在光模块上,然后通过SerDes通道,送
到网络交换芯片(AISC);CPO:将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上,
形成芯片和模组的共封装。其中光学器件、电子器件、封装技术是CPO的核心组
成部分:1)光学器件:主要包括激光器(用于将电信号转换为光信号)和光探测
器(用于将光信号转换回电信号)。激光器负责产生用于数据传输的光信号,能够
提供高速度、低功耗的光信号。光探测器的作用是接收来自激光器的光信号,并将
其转换为电信号。2)电子器件:进行数据处理和控制。主要包括交换机芯片、驱
动放大器、时钟生成器等。其中交换机芯片是CPO模块的大脑,负责处理和转发
数据,通常集成了多个高速SerDes(串行/并行转换器),用于处理来自激光器的
信号,并将其转换为适合网络传输的格式。3)封装技术:通过封装技术实现光学
器件和电子器件紧密集成,分为2D封装、2.5D封装和3D封装三类。
英伟达或于年内实现新版CPO交换机量产,海外芯片大厂纷纷加码CPO。1月
16日,据台湾工商时报报道,英伟达计划在2025年3月的GTC大会上推出新的
CPO交换机,并有望在25年8月实现量产。除英伟达外,近期多家美国芯片大厂
更新CPO进展:1月6日Marvell宣布,在定制AI加速器架构上取得突破,整合
了CPO技术,大幅提升服务器性能;新架构能让AI服务器能力实现拓展,从目前
使用铜互连的单个机架内的数十个XPU,拓展到横跨多个机架的数百个XPU。24
年底IBM宣布实现重大CPO技术突破,可以以“光速”训练AI模型,同时节省
大量能源,将标准大模型的训练时间从3个月缩短至3周;与中端电气连接相比,
能耗降低了5倍多,数据中心互连电缆的长度可以从1米延伸至数百米,大幅降
低拓展生成式AI的成本。
台积电给予AI强劲指引,CPO实现突破。1月16日,台积电发布24Q4业绩,
Q4净利润3747亿元台币,同比+57%;台积电董事长魏哲家预计2025年台积电
AI相关需求将持续强劲增加,2024年至2029年台积电AI加速器营收年复合增长
率接近45%。在CPO领域,台积电融合其业界领先的CoWoS封装技术与硅光子
技术,推出全新的CPO技术,以COUPE(紧凑型通用光子引擎)为核心驱动力。
根据台积电时间表,COUPE将在2025年完成小型插拔式连接器的验证,并于
2026年与CoWoS封装技术结合,实现CPO方案的全面部署。为支持CPO技术
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