NPO、CPO打开光通信高端增量！产业链相关公司梳理
功耗实测优化与资本开支共振
Meta在51.2Tb/s交换机上完成专项实测，将负责电光转换的光引擎从机箱前面板迁移至设备内部、贴近交换芯片布局后，单800G光引擎加激光器功耗从约15W降至5.4W，单台交换机整机节省功耗约600W，落地到上万台设备规模的数据中心，节能增效价值突出。数据中心传输分为铜线与光纤两种：短距多用铜线，成本低、技术成熟；长距铜线信号衰减与串扰严重，需切换为光纤。由于芯片输出电信号、光纤传输光信号，需光模块完成电光、光电转换，其核心单元即光引擎。当前核心变革趋势是打破"交换芯片在电路板中部、光模块插于前面板"的传统布局，将光引擎向交换芯片侧迁移，衍生出NPO与CPO两代方案，这也是功耗大幅优化的核心原因。
全球云厂商AI基础设施资本开支持续高增。2026年第二季度，亚马逊、谷歌、微软、Meta资本开支分别达542亿、449亿、410亿、311亿美元，同比分别增长68%、100%、69%、83%，年内多次上调全年预期。这些开支最终转化为GPU、服务器、高速交换机、高端光模块等核心设施，800G已大规模商用、1.6T交付量持续攀升，但芯片算力快速升级与芯片间数据传输速率滞后的错配问题持续加剧。
I/O墙瓶颈与光互连切入Scale-Up
根据台积电统计，芯片计算能力大约每两年增长3倍，内存带宽增长1.6倍，而芯片间互连带宽仅增长1.4倍，长期迭代下差距持续拉大，GPU频繁出现算力闲置等待。大模型参数迈入十万亿级后，单颗GPU无法承载完整任务，张量并行与专家并行需多颗GPU高频交互中间结果，集群规模越大、数据交换量呈指数级增长，形成核心的I/O墙瓶颈。
AI算力扩容分三类模式：Scale-Out为服务器、机架间长距集群连接，早已规模化应用光纤；Scale-Across为跨数据中心连接，同样以光通信为核心；迭代最显著的是Scale-Up近距离算力互联，传统集中在单机柜内部、长期以铜互连为主。随着英伟达从Blackwell升级至Vera Rubin，单颗GPU双向NVLink带宽从1.8TB/s提升至3.6TB/s，单Scale-Up域聚合带宽从130TB/s增至260TB/s；Rubin Ultra进一步将集群拓展至576颗GPU，远超单机柜承载能力。Scale-Up从单柜走向跨柜后，铜互连的信号完整性与功耗问题全面恶化，光连接正式切入机柜间Scale-Up场景，需求迎来结构性爆发。
可插拔架构短板与NPO/CPO迭代
可插拔光模块是此前主流，发送端将电信号加载至激光传输，接收端经光探测器还原并放大，高速型号搭载DSP、CDR修复失真；其最大优势是技术成熟、运维灵活，故障可直接插拔更换。硅光是当前核心技术方向，依托半导体工艺将调制器、探测器、光路集成至单颗PIC芯片，激光器可集成或外置。硅光渗透提速的核心是高速率下的成本优势，据LightCounting，2024年渗透率约三分之一，预计2026年接近50%。但可插拔架构存在固有短板：交换芯片在电路板中心、光模块在前面板，高速电信号需长距离PCB走线，速率越高损耗失真越突出，需额外补偿电路并抬高功耗。
NPO完成第一步优化，将光引擎从前面板迁移至交换芯片周边同一块PCB上，电传输距离从分米级缩短至厘米级；CPO进一步将交换ASIC与光引擎集成至同一封装基板或统一封装系统，缩短至毫米级。外置光源硅光CPO是主流落地方案之一，激光器独立于封装体外持续供光，可独立散热、规避高温影响，故障后可单独更换。架构迭代实现全方位升级：电传输距离逐级缩短，带宽密度从50—100Gbps/mm²提升至200—500Gbps/mm²，单链路时延从20—50纳秒优化至5—10纳秒，单位比特能耗从15—20pJ下降至5—8pJ。
博通、台积电数据显示，若铜互连能效基数为1，可插拔约2、CPO约4、深度集成OIO可达10，但后者仍处早期研发。集成度越高难度越大：可插拔可直接替换，NPO需拆解板卡，CPO光电器件高度绑定、维修门槛大幅提升，并面临大尺寸封装、散热耦合、光纤精准耦合、良率与可靠性等多重难题。当前落地呈明显梯度——可插拔为规模化商用核心，NPO进入试点商用，CPO仍以原型验证与小规模部署为主。
三重优化驱动与产业链价值重构
架构升级的核心驱动是功耗、空间、成本三重优化。功耗方面，英伟达2025年8月1.6Tb/s接口测试显示，传统可插拔架构连接器、PCB、封装基板总电损耗约22dB，共封装将高速电传输限制在基板内部，损耗降至4dB，接口功耗从30W降至9W、降幅70%，与Meta整机节电600W相互印证。空间方面，传统模块占用面板端口并预留连接器与散热空间，面板端口数量成为性能上限；CPO将有源光器件迁移至ASIC周边，面板仅引出光纤，博通2025年10月Tomahawk 6–Davisson平台以16颗6.4Tb/s光引擎与交换芯片共封装，整机交换容量突破102.4Tb/s。成本方面，1.6T可插拔需独立配置外壳、PCB、电源管理、MCU、DSP等全套结构件，CPO可整合或取消大量冗余部件，东吴证券测算成熟落地后整体BOM成本降幅有望超50%，现阶段受限于量产规模尚未体现优势。
光引擎从面板迁移至ASIC周边，重构了整个产业链价值体系。光引擎及先进封装是核心增量，其包含PIC光子芯片与EIC电芯片，双芯片近距离集成需解决翘曲、散热、光路对准、良率匹配等问题，台积电COUPE平台依托SoIC混合键合实现EIC与PIC面对面堆叠，带宽从3.2Tb/s向6.4T、12.8T、25.6T、51.2T升级。FAU光纤阵列单元解决硅光波导亚微米级截面与单模光纤9微米模场直径的对接损耗，实现PIC与光纤低损耗耦合，可拆卸光接口成新趋势以规避封装后整体报废。
外置激光源ELS成主流配套，为规避高温与降低运维难度，多数硅光CPO采用外置独立供光，对功率、噪声、线宽要求提升，行业迭代至400mW及以上高功率窄线宽产品，该领域长期由Lumentum、Coherent主导，国内仕佳光子400mW CW DFB已可在50℃稳定输出。此外，机内光纤与理纤组件、Fiber Shuffle光纤重排组件、高密度微型连接器（如US Conec MMC、SENKO SN-MT）需求同步爆发，千芯级光纤布局成为高端交换机标配。
相关公司
中际旭创（300308）：全球光模块与光引擎龙头，800G/1.6T硅光模块批量交付，前瞻卡位NPO/CPO共封装架构，光引擎带宽向6.4T/12.8T升级，是架构迁移中整机端最大受益标的。
天孚通信（300394）：光器件平台型公司，FAU光纤阵列单元、光引擎无源组件与高密度光连接核心供应商，直接对接CPO/NPO的光路低损耗耦合与机内布线增量。
002***：国资背景IDM光通信龙头，自研硅光PIC/EIC与磷化铟芯片平台，具备从光芯片到光引擎封装的全链条能力，是CPO硅光方案自主可控主线。
688***：上文点名的外置光源ELS核心标的，400mW CW DFB激光器可在50℃环境下稳定输出、350mW工况下电光转换效率超25%，适配硅光CPO外置供光场景，突破海外Lumentum、Coherent主导格局。
300***：MPO/MMC高密度光纤连接器与Fiber Shuffle光纤重排、机内光纤布线供应商，千芯级光纤布局与可拆卸光接口趋势下，连接器密度与单机价值量同步抬升。
... ...
扫码回复“8-光模块”查看行业公司介绍，并可免费诊股，还可咨询实操指导服务！
作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
NPO、CPO打开光通信高端增量！产业链相关公司梳理
功耗实测优化与资本开支共振
Meta在51.2Tb/s交换机上完成专项实测，将负责电光转换的光引擎从机箱前面板迁移至设备内部、贴近交换芯片布局后，单800G光引擎加激光器功耗从约15W降至5.4W，单台交换机整机节省功耗约600W，落地到上万台设备规模的数据中心，节能增效价值突出。数据中心传输分为铜线与光纤两种：短距多用铜线，成本低、技术成熟；长距铜线信号衰减与串扰严重，需切换为光纤。由于芯片输出电信号、光纤传输光信号，需光模块完成电光、光电转换，其核心单元即光引擎。当前核心变革趋势是打破"交换芯片在电路板中部、光模块插于前面板"的传统布局，将光引擎向交换芯片侧迁移，衍生出NPO与CPO两代方案，这也是功耗大幅优化的核心原因。
全球云厂商AI基础设施资本开支持续高增。2026年第二季度，亚马逊、谷歌、微软、Meta资本开支分别达542亿、449亿、410亿、311亿美元，同比分别增长68%、100%、69%、83%，年内多次上调全年预期。这些开支最终转化为GPU、服务器、高速交换机、高端光模块等核心设施，800G已大规模商用、1.6T交付量持续攀升，但芯片算力快速升级与芯片间数据传输速率滞后的错配问题持续加剧。
I/O墙瓶颈与光互连切入Scale-Up
根据台积电统计，芯片计算能力大约每两年增长3倍，内存带宽增长1.6倍，而芯片间互连带宽仅增长1.4倍，长期迭代下差距持续拉大，GPU频繁出现算力闲置等待。大模型参数迈入十万亿级后，单颗GPU无法承载完整任务，张量并行与专家并行需多颗GPU高频交互中间结果，集群规模越大、数据交换量呈指数级增长，形成核心的I/O墙瓶颈。
AI算力扩容分三类模式：Scale-Out为服务器、机架间长距集群连接，早已规模化应用光纤；Scale-Across为跨数据中心连接，同样以光通信为核心；迭代最显著的是Scale-Up近距离算力互联，传统集中在单机柜内部、长期以铜互连为主。随着英伟达从Blackwell升级至Vera Rubin，单颗GPU双向NVLink带宽从1.8TB/s提升至3.6TB/s，单Scale-Up域聚合带宽从130TB/s增至260TB/s；Rubin Ultra进一步将集群拓展至576颗GPU，远超单机柜承载能力。Scale-Up从单柜走向跨柜后，铜互连的信号完整性与功耗问题全面恶化，光连接正式切入机柜间Scale-Up场景，需求迎来结构性爆发。
可插拔架构短板与NPO/CPO迭代
可插拔光模块是此前主流，发送端将电信号加载至激光传输，接收端经光探测器还原并放大，高速型号搭载DSP、CDR修复失真；其最大优势是技术成熟、运维灵活，故障可直接插拔更换。硅光是当前核心技术方向，依托半导体工艺将调制器、探测器、光路集成至单颗PIC芯片，激光器可集成或外置。硅光渗透提速的核心是高速率下的成本优势，据LightCounting，2024年渗透率约三分之一，预计2026年接近50%。但可插拔架构存在固有短板：交换芯片在电路板中心、光模块在前面板，高速电信号需长距离PCB走线，速率越高损耗失真越突出，需额外补偿电路并抬高功耗。
NPO完成第一步优化，将光引擎从前面板迁移至交换芯片周边同一块PCB上，电传输距离从分米级缩短至厘米级；CPO进一步将交换ASIC与光引擎集成至同一封装基板或统一封装系统，缩短至毫米级。外置光源硅光CPO是主流落地方案之一，激光器独立于封装体外持续供光，可独立散热、规避高温影响，故障后可单独更换。架构迭代实现全方位升级：电传输距离逐级缩短，带宽密度从50—100Gbps/mm²提升至200—500Gbps/mm²，单链路时延从20—50纳秒优化至5—10纳秒，单位比特能耗从15—20pJ下降至5—8pJ。
博通、台积电数据显示，若铜互连能效基数为1，可插拔约2、CPO约4、深度集成OIO可达10，但后者仍处早期研发。集成度越高难度越大：可插拔可直接替换，NPO需拆解板卡，CPO光电器件高度绑定、维修门槛大幅提升，并面临大尺寸封装、散热耦合、光纤精准耦合、良率与可靠性等多重难题。当前落地呈明显梯度——可插拔为规模化商用核心，NPO进入试点商用，CPO仍以原型验证与小规模部署为主。
三重优化驱动与产业链价值重构
架构升级的核心驱动是功耗、空间、成本三重优化。功耗方面，英伟达2025年8月1.6Tb/s接口测试显示，传统可插拔架构连接器、PCB、封装基板总电损耗约22dB，共封装将高速电传输限制在基板内部，损耗降至4dB，接口功耗从30W降至9W、降幅70%，与Meta整机节电600W相互印证。空间方面，传统模块占用面板端口并预留连接器与散热空间，面板端口数量成为性能上限；CPO将有源光器件迁移至ASIC周边，面板仅引出光纤，博通2025年10月Tomahawk 6–Davisson平台以16颗6.4Tb/s光引擎与交换芯片共封装，整机交换容量突破102.4Tb/s。成本方面，1.6T可插拔需独立配置外壳、PCB、电源管理、MCU、DSP等全套结构件，CPO可整合或取消大量冗余部件，东吴证券测算成熟落地后整体BOM成本降幅有望超50%，现阶段受限于量产规模尚未体现优势。
光引擎从面板迁移至ASIC周边，重构了整个产业链价值体系。光引擎及先进封装是核心增量，其包含PIC光子芯片与EIC电芯片，双芯片近距离集成需解决翘曲、散热、光路对准、良率匹配等问题，台积电COUPE平台依托SoIC混合键合实现EIC与PIC面对面堆叠，带宽从3.2Tb/s向6.4T、12.8T、25.6T、51.2T升级。FAU光纤阵列单元解决硅光波导亚微米级截面与单模光纤9微米模场直径的对接损耗，实现PIC与光纤低损耗耦合，可拆卸光接口成新趋势以规避封装后整体报废。
外置激光源ELS成主流配套，为规避高温与降低运维难度，多数硅光CPO采用外置独立供光，对功率、噪声、线宽要求提升，行业迭代至400mW及以上高功率窄线宽产品，该领域长期由Lumentum、Coherent主导，国内仕佳光子400mW CW DFB已可在50℃稳定输出。此外，机内光纤与理纤组件、Fiber Shuffle光纤重排组件、高密度微型连接器（如US Conec MMC、SENKO SN-MT）需求同步爆发，千芯级光纤布局成为高端交换机标配。
相关公司
中际旭创（300308）：全球光模块与光引擎龙头，800G/1.6T硅光模块批量交付，前瞻卡位NPO/CPO共封装架构，光引擎带宽向6.4T/12.8T升级，是架构迁移中整机端最大受益标的。
天孚通信（300394）：光器件平台型公司，FAU光纤阵列单元、光引擎无源组件与高密度光连接核心供应商，直接对接CPO/NPO的光路低损耗耦合与机内布线增量。
002***：国资背景IDM光通信龙头，自研硅光PIC/EIC与磷化铟芯片平台，具备从光芯片到光引擎封装的全链条能力，是CPO硅光方案自主可控主线。
688***：上文点名的外置光源ELS核心标的，400mW CW DFB激光器可在50℃环境下稳定输出、350mW工况下电光转换效率超25%，适配硅光CPO外置供光场景，突破海外Lumentum、Coherent主导格局。
300***：MPO/MMC高密度光纤连接器与Fiber Shuffle光纤重排、机内光纤布线供应商，千芯级光纤布局与可拆卸光接口趋势下，连接器密度与单机价值量同步抬升。
... ...
扫码回复“8-光模块”查看行业公司介绍，并可免费诊股，还可咨询实操指导服务！
作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
