「ChatGPT看业界」光模块概念股爆火的背后，CPO技术发展情况如何？

编者按，近日，爱集微推出【ChatGPT看业界】栏目，结合行业中的热点话题，通过和ChatGPT的深度“卷入”，制作系列文章。文章依据向ChatGPT提出的相关问题答案整理而成，文中内容部分来自ChatGPT的回答。

集微网消息，近期，在以ChatGPT为代表的人工智能技术带动下，高性能计算的市场需求被点燃，而面对巨量数据传输及转移的问题，台积电、英特尔、英伟达、日月光、长电科技等半导体厂商纷纷看好CPO（Co-Packaged Optics，光电合封）技术解决方案，业内预期在2025年后CPO技术会在市场上获得广泛应用。

CPO是将交换器IC和光收发模块共同装配在同一个插槽（Socketed）上，形成芯片和模块的共同封装。尽管CPO技术才刚刚进入市场，成本高昂，多数厂商仍处于技术研发过程中，但在A股市场上，自今年2月以来，CPO带动光模块概念股就受到投资者热捧，热度正在持续升温。

(相关资料图)

CPO技术崛起

当前，数据中心的流量传输主要依赖可插拔光学元件，随着数据流量的激增，数据中心的主流速率正在从 100G向 200G、400G、800G更替，但业界预计在支持1.6Tb/s、3.2Tb/s 或更高传输速率时，可插拔光学元件会面临性能极限。因此，将硅光子（SiPh）光学元件及交换器特殊应用芯片（ASIC）透过封装方式整合的CPO技术应运而生。

早在2021 年，台积电就针对数据中心推出COUPE 硅光子芯片异构整合技术，该技术被视为一种CPO 技术。日月光也在2022 年推出CPO 封装技术，旗下矽品更是作为博通硅光子高速网通芯片/模组供应链成员，为其提供CPO 服务。

在今年的光纤通信会议(OFC 2023) 上，CPO技术也是热议话题。博通推出了基于5纳米工艺的51.2T Tomahawk 5芯片。博通称，由于采用了光电共封（CPO）的光学技术，该芯片能将光学连接所需的功率降低50%以上。成功收购Innovium的Marvell，同样基于CPO技术推出了Teralynx 10 51.2 Tbps交换芯片。作为CPO技术的推动者，思科也展示了自身的CPO系统并表示，CPO不是一个是否会发生的问题，而是何时发生的问题。

在ChatGPT看来，CPO封装技术的优点主要包括以下几个方面：

1、降低成本：CPO封装技术可以使芯片更紧密地堆叠在一起，减小了芯片之间的间隙和空隙，从而节约了布线面积和印刷板面积。

2、提高性能：由于CPO封装技术使芯片之间的通信更快、更直接，所以可以提高系统的速度和响应时间。

3、增加密度：由于CPO封装技术可以将多个芯片集成到一个封装中，因此可以实现更高的电路密度。

4、更好的热管理：通过CPO封装技术，热量可以更有效地分散，并且可以在同一区域内实现更高的功率密度。

当然，作为一种新兴技术，CPO封装技术尚未成熟，也有着诸多缺点。

1、设计复杂性增加：由于需要将多个芯片集成到一个封装中，并且要考虑芯片之间的互连问题，因此设计复杂性会增加。

2、受限制条件较多：CPO封装技术需要满足一些特定条件，例如芯片大小、布局、互连等方面都需要符合一定规范才能实现。

3、测试困难：由于CPO封装技术中多个芯片被集成在一起，因此测试也会变得更加困难和复杂。

4、容易出现故障：由于CPO封装技术中多个芯片被集成在一起，如果其中一个芯片出现故障，整个系统都可能会受到影响。

逐渐走向商用

在上述背景下，CPO技术正在被越来越多半导体厂商所看好。早在今年4月，长电科技董事、首席执行长郑力就在公开会议上表示，光电合封（CPO）原来主要用于光通信的领域，但随着高性能计算的发展，光缆的连接已经无法满足带宽和速度需求。业内客户开始采用光电合封的形式，极大地优化了芯片和芯片之间进行互联的带宽和算力。随着AI向前发展，光电合封也会成为高性能封装技术中一个非常重要的形式。

在5月18日的电话会议上，英特尔组装测试经理Pooya Tadayon也分享了未来公司的先进封装技术方向，深具发展潜力的共同封装光学元件（CPO）就是其中之一，预计将于明年底投产，能为芯片提供更高速的宽带需求。

事实上，随着数据中心对带宽需求的不断提高，CPO技术已经逐步走向商用。2022年8月22日，博通与腾讯宣布建立战略合作伙伴关系，以加速高带宽共封装光学（CPO）网络交换机在云基础设施中的应用。

根据Yole数据显示，2022年，CPO市场产生的收入达到约3800万美元，预计2033年将达到26亿美元，2022-2033年复合年增长率为46%。

不过，Yole同样指出，由于服务提供商预算削减，以及可插拔器件已经可以实现CPO所承诺的成本节约和低功耗，共封装光学器件(CPO)市场面临困难时期。CPO的全面部署只有在可插拔器件失去势头时才会发生。至少在接下来的两代交换机系统中，CPO很难与可插拔模块竞争，因为在很长一段时间内，可插拔模块仍将是首选。

关于CPO封装器件是否很难与可插拔模块竞争？在ChatGPT看来，由于它们的应用场景和优缺点不同。因此，不能简单地说哪一个更具竞争力，而是根据不同应用场景选择合适的解决方案。

CPO（Chip Package On Board）技术可以实现高密度、高速率、低功耗等特性。同时，在减少线路长度和防止信号衰减方面也有很好的表现。但使用CPO技术也会增加设计难度和生产成本。

可插拔模块在维护和升级方面有明显优势，并且能够满足不同规格和型号需求，更适合需要频繁更换或维修的场景，但在信号传输质量和防抖动方面可能存在一些问题。

A股上市公司纷纷发力

在A股市场上，CPO概念股正在受到资本市场追捧，各大上市公司纷纷对自身布局的CPO技术进展进行了说明。

长电科技表示，公司与国内外客户已经就CPO光电合封产品进行了多年的技术合作，解决方案正从手机类产品扩大至数据中心的高速数据传输。

通富微电表示，公司CPO项目正处于前期技术调研阶段。

华天科技表示，公司具备光电共封装(cpo)技术储备。

晶方科技表示，CPO可以将硅光器件和CMOS共封，对于800G通讯模块有实际意义。TSV工艺可能是其中的一个技术需求。CPO技术的发展长远看会逐步替代可插拔模块。

和林微纳表示，公司密切关注CPO相关技术的发展，公司对CPO相关测试技术研究处于早期阶段。

罗博特科表示，公司参股公司ficonTEC利用自身成熟的技术与方案提供测试和封装技术支持，帮助上海阿米芯光半导体有限公司实现其芯片测试及后续的CPO封装。

立讯精密表示，公司持续深耕高带宽和硅光产品，依托技术研发和光电器件领域的深入布局，建立完整的产品实力。目前公司在高速互联产品相关技术上拥有广泛且深度的专利布局，并积极主导或参与相关行业标准的制定，如CPO光互联标准、设备专业界面QSFP112国际标准等，相关产品如400G光模块已实现量产出货，且800G硅光模块已完成客户的测试并准备小批量交付。

斯瑞新材表示，CPO是一种光电封装技术，主要面向高传输速率数据中心应用，封装更紧凑、集成度更高，是高速光模块的关键技术之一。简单来说，光电共封装就是将光模块向交换芯片靠近，缩短芯片和模块之间的走线距离。 目前公司生产的光模块芯片基座，通过多家客户的应用验证，已开始实现批量稳定的供货。2023年公司继续扩大产能，支持光通信行业向400G、800G、1.6T快速发展。

光迅科技表示，CPO主要是一种先进的封装技术（共封装），目前公司已有相关技术储备，预计未来CPO在超高速数据传输方面会有优势，主要应用于数据中心，具体何时会有产品取决于下游客户的需求。

芯碁微装表示，CPO是将交换芯片和光引擎共同装配在同一个Socketed（插槽）上，形成芯片和模组的共封装，实现了高速、高密度、低功耗的通信。CPO技术的应用可以推动高速通信和数据中心技术的发展，是未来通信和信息技术的重要趋势之一，国内半导体封测领军企业已进行相关布局。