Database

技術_CPO

Properties2
tags技術/cpo, 產業/ai伺服器, 環節/光通訊
aliasesCPO, Co-Packaged Optics, 共封裝光學, Optical Engine, 光引擎, OE, COUPE, TSMC COUPE, ELS, External Laser Source, 外部雷射源, FAU, Fiber Attach Unit, MRM, MZM, EAM, 微環調變器, LPO, NPO, Linear Pluggable Optics, TeraPHY, Photonic Fabric, Quantum-X Photonics, Spectrum-X Photonics, Pluggable CPO, CPX

閱讀時間約 45 分鐘

技術_CPO

定義

CPO（Co-Packaged Optics，共封裝光學）是把「光引擎（Optical Engine, OE）」直接封裝在 XPU 或交換器 ASIC 旁邊的互連技術。傳統可插拔光模組（transceiver）插在前面板的 cage 上，距離 ASIC 約 15–30 cm，訊號得先用長距（LR）SerDes 拉過去、再經模組內的 DSP 還原與轉光；CPO 把光引擎移到 ASIC 旁，省掉 DSP、改用低功耗短距 SerDes，較 DSP 可插拔光模組可省電 50% 以上（業界目標上看 80%）。

CPO 在 scale-out（後端橫向擴展） 提供選項，但真正的主戰場是 scale-up（縱向擴展，GPU 對 GPU 高頻寬低延遲互連）——銅互連的觸及距離只有約 2 公尺，限制了單一 scale-up 域的「world size」，光互連是突破機櫃邊界把 world size 做大的關鍵。SemiAnalysis 判斷 CPO 的 TAM 會由 scale-up 主導。

**NPO 是 CPO 前的風險折衷，而不是 CPO 的同義詞。**NPO（Near-Packaged Optics）把 OE 放在 ASIC 封裝旁、但保留獨立基板與可插拔／socketed 介面；高速電通道約 150 mm，介於前面板可插拔模組與 CPO 的 <10 mm 通道之間。報告_SemiAnalysis_NPO光互連接棒_20260713 認為，它可在保留較低功耗、供應商彈性與部分可維修性的同時，避開 CPO 的 attach yield 與供應商鎖定風險；這是研究機構情境推演，並非各平台已定案的採用承諾。

Rubin Ultra NVL576 的 NPO／CPO 分流

報告_SemiAnalysis_RubinUltraNVL576_20260810 將 NVL576 expandable Portia switch tray 描述為 NPO 與 CPO 並行開發：兩者都把每架 NVLink Switch ASIC 增至 72 顆的 scale-up 架構，但 NPO 模組可 socket 到 ASIC 旁的 PCB，CPO 則每顆 switch ASIC 配置 4 個不可更換的 optical engine。SemiAnalysis 判斷 NPO 因 form factor 成熟度較高，可能先於 CPO 成為上市版本；這是研究模型，Rubin Ultra 規格仍可能變動。

圖（SemiAnalysis／NVIDIA，2026-08-10）：Portia expandable switch 的 NPO／CPO 配置差異；NPO 保留 socketed 模組，CPO 將 optical engine 固定於 switch ASIC 周邊。

圖解

圖（SemiAnalysis，2026-01）：CPO 概念——光引擎緊鄰 XPU/ASIC，省去 DSP 與長距 SerDes，較 DSP 光模組大幅降低每位元能耗。

圖（SemiAnalysis，2026-01）：CPO 系統內 PIC（光子）／EIC（電子）與光纖耦合的封裝關係示意。

圖（金正禾論壇，2026-03-25）：NVIDIA GTC 2026 完整路線圖——Blackwell（NVL72 銅）→ Rubin（2026，NVL72/NVL576/NVL144）→ Feynman（2028，NVLink 8 CPO、Spectrum7 204T CPO、NVL1152 CPO 光學 Scale-Up）。

圖（元大投顧，2026-07-23）：可插拔、LPO/LRO 與 CPO 的位置比較；CPO 將 OE 靠近 ASIC，ELS 留在板緣，降低高速電通道上的介面損耗。

圖（SemiAnalysis，2026-07-13）：NPO 把可 socket 的光引擎放在 ASIC 鄰近的高性能基板上；約 150 mm 電通道是其相對 CPO 的功耗、訊號完整性與可維修性取捨。

技術原理

互連演進：銅 →（co-packaged copper）→ DSP 光模組 → LPO（線性可插拔，去 DSP）→ CPO。每一步都在拿掉訊號鏈上的耗電元件。

圖（SemiAnalysis，2026-01）：從 DSP-based transceiver 演進到 LPO 再到 CPO 的訊號鏈簡化。

封裝整合：TSMC COUPE（Compact Universal Photonic Engine）成為主流選項。 PIC（含調變器、波導、光偵測器）用成熟的 N65 製程（光元件不靠微縮、大尺寸反而更好）；EIC（驅動器、TIA、控制邏輯）用先進的 N7。兩顆 die 以 TSMC SoIC 無凸塊混合鍵合，在 iso-power 下較凸塊整合提供逾 23 倍的頻寬密度。採 COUPE 等於綁定 TSMC 製造的 PIC（TSMC 不替其他晶圓廠的 SiPho 晶圓做封裝）。Nvidia、Broadcom、Ayar Labs 等都把 COUPE 納入路線。

調變器三選一（MZM／MRM／EAM）：

  • MRM（微環）：體積小、可直接做波長多工，但對溫度極敏感（約 70–90 pm/°C，2°C 漂移就可能讓共振失效），需加熱器穩定。Nvidia/TSMC 已能量產 200G MRM。
  • MZM（馬赫–曾德）：最易實作、熱穩定佳，但體積大、需高電壓擺幅、耗電。
  • EAM（電吸收）：體積小、熱容忍度高（可容忍瞬間 35°C），是 Celestial AI 的差異化選擇（GeSi EAM，C-band），但較難進入開放 chiplet 生態。

AI 互連三層架構（Scale-Up / Scale-Out / Scale-Across）：

維度Scale-Up（機架內）Scale-Out（叢集內）Scale-Across（跨叢集）
傳輸距離2m–5m500m–2km>100km
現行方案銅纜（NVLink）光（PAM）光（Coherent）
連接 xPU 數>72>500>10,000
頻寬/xPU~7,200 Gbps~800 Gbps~100 Gbps
延遲~100 nS~µS~mS

CPO 的主戰場在 Scale-Up：Scale-Out CPO 已起步（Nvidia Quantum-X/Spectrum-X），但 TAM 主要由 Scale-Up 主導——銅纜（NVLink）在 2m 限制內難以支撐 NVL144→NVL576→NVL1152 的擴展需求，光互連是突破機架邊界的必要路徑（Yole 預測 2024–2030 Scale-Up OE 出貨量遠超 Scale-Out）。

NVIDIA Scale-Up 光學 Roadmap：

  • Rubin 世代（2026）：NVL576 採用 Optical Scale-Up（ETL256），NVL72/NVL144 仍用銅
  • Feynman 世代（2028）：NVLink 8 CPO、Spectrum7 204T CPO，NVL1152 採 CPO-based Optical Scale-Up

NV「Optics on Interposer」架構下的光學元件計算：

單位CPO OEFAUELS
每 GPU（Scale-Up）220.5（4 個 OE 共享 1 個 ELS）
每 Tray（4 GPU）882

全機架 Full CPO（Scale-Up + Scale-Out）情境：

情境每機架 OE每機架 FAU每機架 ELS
A：純 Scale-Out CPO727218
B：Full CPO（Scale-Up + Scale-Out）36036090

→ 啟動 Scale-Up CPO 後光學元件需求 5×（72→360 OE/架）；ELS 需求同步 5×（18→90/架）。

外部雷射源（ELS）：CPO 需較高功率的 CW DFB 雷射。Nvidia Q3450 用 18 個 ELS 模組、每模組 8 顆 CW DFB chip，每顆 ~350mW。ELS 功率門檻（2026 現況）：最低需 100mW @1310nm；中系廠商在此規格下勉強達標。若升至 200mW/DFB、400mW/DFB，或引入 CWDM 多波長（1270/1290/1310/1330/1350nm），中系廠商在強度與多波長均勻性上暫時無法滿足。供應商：LITE.US(lumentum) 為 Nvidia 初批 CPO ELS 獨家供應商；COHR.US(coherent) 預計 2026H2 進入成為第二供應商；中國（Yuanjie、Shijia）因技術門檻暫不在短期供應鏈。詳見 技術_InP磷化銦。

光纖耦合（FAU）：FAU 測試仍高度依賴人工，每個 FAU 測試約 10–15 分鐘（Corning 估算 Spectrum X 系統）。每個 1.6T OE 有 20 根光纖（8 Tx + 8 Rx + 4 ELS），全機架 X800-Q3450 共 1,440 根光纖。FAU 廠商分工：TFC Optical（300394.SH，中國）主供 Nvidia X800-Q3450 FAU；Senko（9069.JP，日本）主供 Nvidia Spectrum X CPO + Broadcom Tomahawk6；3363_上詮（櫃）（FOCI）聚焦 Nvidia Scale-Up CPO FAU。

光纖耦合（FAU）：邊緣耦合（edge coupling）vs 光柵耦合（grating coupling，GC）。GC 利於 2D 密度與晶圓級測試，TSMC COUPE 偏好 GC + MRM。

圖（知識力科技，2026-05）：TSMC COUPE 光柵耦合（GC）架構——FAU 從上方對準 PIC 的 GC 接口，EIC 堆疊於 PIC 之上（microbump 互連），整體封裝在 Si Carrier 上。

圖（知識力科技，2026-05）：EIC-on-PIC 3D 堆疊示意——EIC 在上層透過 microbump 連接 PIC（下層），PIC 底部再透過 BGA ball 連接 Host PCB，是 TSMC COUPE 的 SoIC-based 整合架構。

圖（SemiAnalysis CPO Book，2026-01）：Nvidia Silicon Photonic Engine 實物——200 Gb/s MRM、1.6 Tb/s、3.5X 省電；右側放大圖顯示 OE、Fiber Connector（FAU）與 Optical Fibers 的整合關係。

頻寬擴展的多重向量：更多光纖、WDM（波長多工）、更高階調變、提高 baud rate——這是 CPO 相對銅（只能靠更快 SerDes 硬拚）的結構優勢。

關鍵參數 / 判斷指標

指標意義觀察重點
光引擎 attach 良率每顆 OE 耦合後須完好（焊接基板無返工路徑）目前約 95%；量產經濟需 ~99.5%；32 顆 COUPE 下 95%^32 ≈ 1% 系統良率，99.5% 才達 ~85%
插入損耗（insertion loss）吃掉光通道預算Spectrum 6 CPO 曾測得 4.5 dB，吃光整個通道預算
每 lane 速率200G PAM4 為現階段主流MRM 能否穩定跑 200G
每位元能耗（pJ/bit）CPO 賣點較 DSP 光模組省 >50%，目標 80%
調變器熱穩定性直接影響可靠度MRM 敏感、EAM 容忍度高
NPO 電通道與 socket 可靠度NPO 以約 150 mm 高性能基板通道換取可拆換 OE能否在 200G/lane PAM4 下維持訊號完整性，決定它是否可作為 CPO 的過渡方案

技術瓶頸 / 風險

  • 系統級整合良率是主要關卡：在 32 顆 COUPE 規模下，attach 良率複利效應使系統良率極低，且焊接式 OE 無返工路徑。
  • 可靠度與可維修性：Google 因可靠度疑慮短期不採 CPO。
  • 時程下修風險（見下方衝突 callout）。
  • NPO 並非零風險替代：雖可降低 CPO attach yield 與鎖定風險，仍須驗證 socket、較長電通道、OE 量產與現場維修流程；未必適合每一個 scale-up 或 scale-out 拓撲。

資訊衝突：CPO 量產時程（觀點演進）

  • 報告_Semianalysis_CPO_20260102（報告日：2026-01-02）：結構性看多，scale-up CPO 自 2026 起放量（AWS/AMD/Feynman），scale-out 由 Nvidia/Broadcom 2025–2026 帶動；Celestial AI 在 Marvell 旗下估 2028 年底達 $1B run-rate。
  • 報告_Semianalysis_CPOand800VDC_20260609（報告日：2026-06-09）：重設預期——「2027 CPO 預期太積極」，將下修 2026/2027 的 scale-out CPO 出貨；Spectrum 6 CPO（SN810/SN800）滑期逾兩季、4.5 dB 插損問題未解；市場估 2027 年產 7–10 萬台以上 scale-out CPO 交換器「過於積極」；scale-up CPO 仍自 2026 爬升，但 2028 的跳升「看起來樂觀」。
  • memo_日月光_CoWoS_CPO_專家會議_20260520（日月光矽品/環旭電子封測商視角，2026-05）：TSMC CPO OE 良率 75%（5月），從 50-60%（2025 Q4）爬升；量產門檻 90-95% 未達；外包給矽品時程 7 月→9 月→11 月持續延遲；2026 全年 CPO 交換機出貨估 約 1.5 萬台（基於 70% 良率推算）。
  • 狀態：同機構（作者群含 Nishball）半年後對自身積極時間表的下修，較新且含實測數字者可信度較高。
  • 報告_MS_AI供應鏈_20260810（2026-08-10）：Kyber blade rack 因 PCB 與散熱挑戰延後、尚無明確時程；首代 Rubin Ultra 可能延用 Oberon NVL72，但 MS 仍認為跨機櫃 CPO 是 NVIDIA 偏好方向。這進一步支持「短期機架延後、中長期光互連不變」的分流判斷。
  • 報告_SemiAnalysis_NPO光互連接棒_20260713（2026-07-13）：將 NPO／Pluggable CPO 視為較低風險的先行路徑，並以 AWS Trainium3、華為與 Meta 多路徑探索為例；文中關於 NVIDIA Rubin Ultra、特定客戶與供應商配置均屬研究機構模型，須待設計定案、驗證與量產資料交叉確認。

TSMC CPO 良率軌跡（2026-05 封測商管道）

來源：memo_日月光_CoWoS_CPO_專家會議_20260520（信心：中高，直接接觸 TSMC 外包團隊）

時間點TSMC PIC OE 全流程良率
2025 Q4（11-12 月）50–60%
2026 年 4 月~70%
2026 年 5 月（目前）~75%（未突破 80%）
量產門檻90–95%（尚未達到）

良率損耗主要環節：

  1. PIC + EIC 晶圓鍵合（TSMC 執行，不外包）：~10% 損耗
  2. FAU 貼合 + 光耦合校準：信號完整性/斷層問題
  3. Burn-in + FT + SLT 多重測試：累積良率損耗

→ 兩環節良率相乘後，整體良率約剩 70-75%。

TSMC PIC 月產能規劃：

時間點TSMC PIC 月投入量
2026 年 5 月（目前）~2,000 片/月
2026 Q3-Q4 目標5,000–7,000 片/月
2027 Q1 目標10,000 片/月
2027 年底目標~20,000 片/月

注意：上述為「投入量（input）」而非產出量；實際有效產出需乘以良率。良率若維持 75%，相當於 25% 的晶圓成本損耗，台積電需多增 ~25% 設備投資（約 US$40-50億）。

2026 年 TSMC CPO 交付時程演變：

時間點計畫交付給外包商（矽品）
原計畫（2025 設定）2026 年 7 月
2026 年 3 月調整2026 年 9 月
最新（2026 年 5 月）2026 年 11 月

初期外包模式：overflow 形式，約 10-20% 比例，每月約 500-600 片 PIC 晶圓。

2026 年全年 CPO 交換機出貨估算：

以 70% 良率 × TSMC PIC 產能計算：

  • PIC 每片切出 ~500 顆 OE；一台 102.4T 交換機需 64 顆 OE
  • 估計 2026 全年 CPO 交換機：約 15,000 台
  • 2027 Q1 若良率達標（1 萬片/月 × 500 顆 × 12 個月 / 64 OE/台）：理論 ~100 萬台/年（但良率達標高度不確定）

AMD CPO 進度（矽品視角）

  • AMD CPO 目標導入：MI6 系列（MI500 或最遲 MI600），預計量產 2028 H2
  • AMD PIC 同時與 TSMC 及 GlobalFoundries 合作
  • 矽品為 AMD 建設 CPO 實驗線（EIC + PIC 後段 + 測試），使用 Teradyne V93K + FormFactor 探針卡進行晶圓雙面測試
  • AMD + 矽品 CPO 第一批 sample：預計 2027 Q1 在實驗線產出

關鍵廠商

環節廠商角色
交換器 / GPU 平台NVDA.US(nvidia)Quantum-X / Spectrum-X Photonics；首批 COUPE 產品
交換器 ASICAVGO.US(broadcom)Humboldt→Bailly→Davisson；CPO 老將，未來轉 COUPE
客製 ASIC / 光互連MRVL.US(marvell)收購 Celestial AI（EAM），目標 scale-up optics #1 merchant（MS bus tour，2026-06-15）；全棧佈局 DCI/scale-out/scale-up/optics/custom silicon
封裝整合平台2330_台積電（市）COUPE（PIC N65 + EIC N7，SoIC 混合鍵合）
CPO 精密散熱3017_奇鋐（市）光引擎溫控與液冷方案驗證中；中信估 2027 年起隨 CPO 新產品逐步貢獻
雷射 / ELSLITE.US(lumentum)Nvidia 首批 CPO ELS 預期主供應商
FAU / 光纖被動件3363_上詮（櫃）光纖被動元件、FAU 相關
CPO Insertion 3/4 ATE + 光學對準2360_致茂（市）Insertion 1 驗證中、Insertion 3 ATE+光學對準切入確認、Insertion 4 FT/SLT 核心強項
CPO Insertion 1-3 探針台6223_旺矽（櫃）Insertion 1 驗證中、Insertion 2 雙面探針台認證中、Insertion 3 確認
CPO Insertion 3 光通量檢測6710_汎銓（市）IR-OM 光損偵測裝置，漏光偵測與精準定位
CPO Insertion 2-3 光耦合設備6187_萬潤（市）FAU 貼合 + 光耦合機台；UPH 聲稱優於主競 ficonTEC；3Q26 首現 CPO 業績（SRS 期中，信心：中）
CPO 自動光纖耦合設備（主供）ficonTEC（飛控泰克，德國未上市）博通傳統首供；$300K+/台（SemiAnalysis）；5 nm 精度；CPO 耦合良率 80–90%；實質壟斷
FAU 光纖耦合設備（台灣第二入口）6187_萬潤（市）（All Ring Tech）2026 開始貢獻耦合設備營收，約 10% 人力投入此領域（SemiAnalysis CPO Book Part 5）
FAU 製造（主供，Nvidia X800-Q3450）TFC Optical（300394.SH，中國，未建頁）與 Nvidia 合作設計 CPO 逾 3 年，X800-Q3450 主要 FAU 供應商；亦供 ELS 模組
FAU 製造（Spectrum X / Broadcom）Senko（9069.JP，日本，未建頁）SEAT 可拆 FAU 平台；與 GFS 合作邊緣耦合；Spectrum X + Broadcom Tomahawk6 主要 FAU 供應商
FAU 製造（Nvidia Scale-Up）3363_上詮（櫃）（FOCI）聚焦 Nvidia Scale-Up CPO FAU；FAU 被動元件；下游組裝 HIMX 提供的光學塊
NIL 微光學（CPO FAU 光學塊）HIMX.US(himax)（HIMX US，2379.TW，未建頁）NIL 奈米壓印製程生產 FAU 光學塊：22-lens 微透鏡陣列 + 45° 稜鏡 + V-groove 底板；FOCI 下游組裝；TSMC COUPE 供應鏈候選；2026 小量出貨，2027-28 放量（Citrini，2026-03）
MOCVD 設備（III-V / InP 磊晶）AIXTRON（AIXA.GR，德國，未建頁）MOCVD 70-90% 市場份額；光子學訂單 2026E >+100% YoY（FY26 管理層指引）；Lumentum/Coherent/Nokia InP 擴產必備設備；GaN 800V 資料中心電源次催化（Citrini，2026-03）
Shuffle Box 主供T&S Communications（300570.SH，中國，未建頁）CPO Shuffle Box 市場第一；500 芯版 $1,600；Corning 設計後轉包 T&S 生產
OSAT（Nvidia Rubin-rack CPO）3711_日月光投控（市）Nvidia Rubin-rack CPO 核心 OSAT，異質整合封裝
OSAT（Broadcom CPO，緊密合作）訊芯-KY（6451.TW，未建頁）與博通 CPO 供應鏈緊密合作（SemiAnalysis CPO Book Part 5）
CPO 組裝（Nvidia + 博通候選）Fabrinet（SFN.US，未建頁）傳統 Nvidia 光模組模組商；積極建立 OE 封裝/測試能力；博通 CPO 系統組裝候選
CPO 自動光纖耦合設備（第二供）科瑞技術（中國，未建頁）2026-01 小批量導入博通產線；良率約 60%（門檻 80%）；博通：降成本 + 供應鏈安全
CPO 耦合設備（矽光方向）ASMPT（新加坡上市，未建頁）技術接近 ficonTEC，主聚焦矽光，尚未切入 CPO
矽光子晶圓代工（光模組）Tower Semiconductor（TSEM US，未建頁）end-2026 矽光子月產能目標 9,500 片/月，主力客戶含 旭創科技 等光模組廠

CPO 純玩家（本次未建頁）：Ayar Labs（TeraPHY，UCIe 光 retimer chiplet）、Nubis（2025/10 被 Ciena 收購，MZM、2D 光纖陣列）、Celestial AI（被 Marvell 收購，EAM、Photonic Fabric）、Lightmatter（Passage M1000 光中介層）、Xscape Photonics（ChromX 可程式雷射）、Ranovus（Odin OE）、Scintil（LEAF Light）。整合測試端（未建頁）：GlobalFoundries、Tower、ASE/SPIL、AMKR.US(amkor)、Fabrinet、Keysight、Teradyne。

CPO 光測試流程（Insertion 1-4）

CPO 測試隨製程展開，分為四個插入測試階段（Insertion 1-4），由終端驗證擴展嵌入全製造流程。光測試設備需求隨此轉型大幅增加（CPO ATE 320 萬 USD + 探針台 320 萬 USD = 系統合計 > 640 萬 USD，遠高於傳統電測試 5-300 萬 USD）。

圖（SRS，2026）：CPO Insertion 1-4 測試全流程——從 PIC 晶圓級到 ASIC+OE 系統封裝後 FT/SLT，測試嵌入製造每個關鍵節點。

階段製程位置測試目標主要設備廠台廠切入
Insertion 1PIC 鍵合前，晶圓級基礎光學探測，篩檢裸粒性能Teradyne ATE、ficonTEC 探針台、Keysight致茂（ATE，驗證中）、旺矽（探針台，驗證中）
Insertion 2EIC+PIC 鍵合後、切割前光電轉換效率 + 雙面光電同測Teradyne/Advantest ATE、ficonTEC 探針台旺矽（雙面探針台，認證中）
Insertion 3晶圓切割後、系統封裝前，Die LevelOE + FAU 整合功能驗證ATE + 光學對準 + 探針台 + 光通量檢測致茂（ATE + 光學對準）、旺矽（探針台）、汎銓（光通量檢測）、6187_萬潤（市）（光耦合設備）
Insertion 4ASIC + OE 系統封裝後 FT/SLT整機光電相容性 + 熱穩定性驗證ATE + Handler（3,000W 功耗）致茂（FT/SLT，核心強項）

Hybrid Bonding 良率與成本壓力

圖（SRS，2026）：COUPE 異質整合難度大幅提升——Hybrid bonding 初期良率僅 35%，推動光測試成為良率控管關鍵（報廢成本每顆 OE 額外增加約 32 美元，佔系統 BOM 約 50%）。

重要數字（SRS 研究，信心：中）

  • Hybrid bonding 初期良率：~35%（量產門檻估 >80%）
  • 35% 良率假設下，每顆光學引擎額外增加約 32 美元成本（良品分攤報廢）
  • 單一良率損失佔系統 BOM 約 50%
  • 2026 年 OE 需求：121.6 萬顆；2027 年：783.9 萬顆（年增 6.4 倍）
  • CPO 2030 年滲透率目標：35%

Quantum x800 Q3450 BOM

元件數量總價（USD）佔比
FAU72$2,8804%
1.6T 光引擎（OE）72$4,6807%
Substrate Interposer24$22,32033%
Switch Chip4$3,2005%
ELS18$6,3009%
MPO 連接器、跳線144$5,7609%
Shuffle Box1$3,0004%
Others—$18,80029%
合計—$66,940100%

（光引擎 OE + FAU 合計僅佔 11%，系統成本由運算晶片與先進封裝主導）

SemiAnalysis AI Networking Model 估算（2026-01）：

  • BOM 合計 ~176,600；含 3 年服務 $204,856
  • 每顆 1.6T OE 含 FAU（20 根光纖：8 Tx + 8 Rx + 4 ELS）；未來 3.2T OE 每顆 ~$1,000（含 FAU）
  • 初批 OE 總成本 $35–40K（3.2T OE 版本）

CPO 設備生態

CPO 光纖耦合是整條光模塊產線台數最多、精度要求最高的環節（台數比例：1 台共晶 + 3 台固晶 + 16–20 台耦合），貼片、耦合、測試合計佔整線價值約 90%。

耦合精度決定供給格局

設備類別耦合精度技術難度國產化狀況
普通光模塊耦合3–5 µm基準較高（普莱信、猎奇等，紅海競爭）
CPO 耦合< 0.3 µm約 10×極低，ficonTEC 實質壟斷

設備投資規模估算

2026 年光模塊新增設備投資約 200–300 億元（基於 800G 出貨 6,000 萬支 + 1.6T 出貨 2,000 萬支）。

設備需求三重乘數（彈性遠大於出貨量）：

  1. 新增產能（量的增加）
  2. 精度升級→台數增加（1.6T 耦合時間 5–6 min vs 800G 約 4 min，同等出貨需多 25–50% 台數）
  3. 單台設備價值量提升（CPO 耦合機 ~$500 萬 USD）

追蹤催化劑

2027 Broadcom CPO 出貨量 3–5 萬支：是市場判斷 CPO 設備需求能否規模化的關鍵驗證節點。科瑞技術良率能否突破 80% 是觀察國產替代進展的前哨指標。

技術演進時程

gantt
    title CPO 導入節奏（SemiAnalysis / 金正禾論壇綜合）
    dateFormat YYYY
    section Scale-out（橫向）
    Nvidia Quantum/Spectrum CPO 試水溫 :active, 2025, 2027
    出貨低於市場預期（June note 下修）  :2026, 2028
    section Scale-up（縱向，TAM 主場）
    銅互連為主（NVLink，NVL72/144）   :done, 2024, 2027
    NVL576 Optical Scale-Up（Rubin）  :milestone, 2026, 2026
    scale-up CPO 起步                 :2026, 2028
    NVL1152 CPO（Feynman）            :milestone, 2028, 2028
    真正放量（AWS/AMD/Feynman）       :2028, 2030
    section TSMC CPO 製程
    Test Vehicle PIC                  :done, 2025, 2026
    Pilot Pre-MP                      :2027, 2028
    量產 MP                           :milestone, 2028, 2028
    section Broadcom CPO 設備驗證
    科瑞技術導入博通產線（小批量）     :active, 2026, 2027
    CPO 出貨量驗證節點（3-5萬支）     :milestone, 2027, 2027

NPO vs CPO 過渡期（2026–2028）

NPO（Near-Package Optics）是 2026–2027 年市場的主流過渡方案：

比較項目NPOCPO
可維護性較好（靠近晶片但仍可換）差（晶圓廠封裝後不可換）
功耗降低中等CPO 可低至 14–15 W（vs NPO 降幅 30%+）
量產節點2026–2027 主流2028 年市場爆發預期
2026 CPO 價格—比 NPO 高 1.5–2 倍

NPO 市場規模預測（定錨，2026-07-22）：

年份NPO 出貨量
2027E1,000 萬支
2028E2,000 萬支
2029E4,000 萬支

NPO 成長更確定性高於 CPO：出貨量年複合增速接近 100%，且良率/維護性壓力遠低於 CPO。

廣發月會更新（2026-08-14）：另一組 channel check 將 2027／2028 全產業 NPO 需求估為 1,000 萬支以上／約 3,700 萬支，對應 OE 約 1,100 萬／4,000 萬顆；並預期 2027H2 Rubin Ultra、2028H2 Feynman 的 scale-up 先以 NPO 為主。客戶規格口徑為 NVIDIA 3.2T、AWS 6.4T，兩者自 2027 年底開始部署。

資訊衝突：NPO 數量與客戶規格

CSP 對 CPO 態度不激進

主要 CSP（Google、AWS、Microsoft）對 CPO 採較保守態度，要求故障率極低後才大規模部署。2026-2027 年 CPO 主要需求來自 NVIDIA NeoCloud 客戶（非 Hyperscaler 自建），而非大型 CSP 主動推動。這解釋了 CPO 出貨量集中在小規模 NeoCloud 部署而非 Hyperscaler 大規模採購的現象。

（來源：報告_先進封裝技術發展方向_20260722，定錨，2026-07-22）

NVIDIA Spectrum X CPO 進展（2026Q2 調研）：

  • 計劃 2026 年 Q4 啟動量產流程，但仍面臨 DFAU 良率問題和外置光源燒毀端面問題
  • Spectrum X 單台售價 ~10 萬 USD，較電交換機高 20–30%（差距 ≤50%）
  • Spectrum X：可插拔式 FAU，單個 OE 對應 36 芯；1 台需 16 個外置光源（每個對應兩個 3.2T 光通路），使用 400 mW 雷射器
  • Quantum X：固定式 FAU，對應 18 芯；2025 計劃交付 2,000–3,000 台但至今未交付

1.6T CPO 市場規模（2026 年）：

  • 全球 1.6T 光模塊出貨約 1,400–2,000 萬只
  • 其中 CPO 滲透率從 10–15% 提升至 20%+，出貨量約 300–400 萬只

Google CPO + OCS 組合採購計劃（2026–2028）：

年份Google OCS 需求備註
20262.5–3 萬台—
20274–5 萬台—
20288–10 萬台—
合計20 萬台（3 年）2025-11 TPU v7 後德州 $400 億投資推動

Google CPO 態度：會採用但需等故障率極低後才大規模部署；每年給 Lumentum 光晶片 forecast 激進（每年翻倍）。

3.2T NPO 訂單：

  • 谷歌計劃 2027 H2 採購 3.2T NPO，2027–2028 總需求 1,200 萬只
  • AWS 配合 Trainium 4，2027 年 5 月起採購，2027–2028 總需求 1,000 萬只
  • 3.2T NPO 光引擎單價 ~1,000 USD；配套 ELS 光源（每兩個光引擎一個）~430 USD

應用場景

  • AI 叢集後端 scale-out 網路（Nvidia Quantum-X800 InfiniBand、Spectrum-X 乙太網）
  • AI scale-up 縱向互連（取代/補足 NVLink 銅，擴大 world size）
  • 客製 ASIC（hyperscaler）內部 scale-up fabric
  • OCS 全光交換機（Google TPU Ironwood + 2026–2028 快速部署）

相關技術

供應鏈

→ 供應鏈_CPO

相關技術（補充）

OCI 200G MSA（規則 #14 — 關係更新）

2026-03-11，META.US(meta) + AVGO.US(broadcom) + AMD.US(amd) 三方聯合發布 OCI（Optical Compute Interconnect）200G v1.0 MSA，以開放標準對抗 NVIDIA NVLink 封閉生態：

技術押注規格關鍵廠商
ELSFP 外部雷射CW DFB，SMSR 30 dB，RIN −144 dB/HzLITE.US(lumentum)（主供候選）
MRR DWDM4λ 多路（需熱鎖定，技術_矽光子（SiPh））TSMC COUPE
雙向單纖Group A 1308–1315 nm / Group B 1328–1335 nm省光纖路由
NRZ×4λ212.5 Gbps（合計）低複雜度調變

速率梯：200G → 400G → 800G → 1.6T。詳見 技術_OCI。

1.6T 出貨節奏（規則 #14 — 生產節奏，W26 2026 更新）

指標值
2026 全球 1.6T 光模塊出貨~850K 支（+280% YoY）
GB300 NVL72 機櫃 2026 年出貨~55K 台（+129% YoY）

InP 基板供應鏈更新（規則 #14 — 供應鏈）

方向狀態
中國 2026 首批 InP 基板出口恢復 InP 基板受管控後的首批出口
COHR.US(coherent) 德州 InP 廠6 吋 InP 廠快速擴產，NVIDIA $20 億入股鎖定產能
台灣（聯亞光電等 InP 磊晶）布局 TSMC COUPE 上游，與 4971_IET-KY（市） 並列

市場規模更新（Daiwa，2026-07-03）

大和在「光通 AIDC 互連大報告」中提出：

指標預測
2027–2028 全球 CPO switch 需求$12–24B
對應高功率 CW 雷射需求$432–864M
對應 FAU（光纖陣列單元）需求$720–1,440M

大和觀點：CPO 製造良率（良率問題是阻礙量產的最大挑戰）與昂貴的維護成本仍是主因推遲採用。短期 1–2 年，**NPO（Near-Package Optics）**仍是商用上可行的首選方案——NPO 供應鏈已成熟，CPO 等到 2027–2028E 才開始放量。

TrendForce 預測（CPO 在光模組滲透率，2026-03）

圖（TrendForce，2026-03，來源：知識力科技簡報）：CPO 在 800G+1.6T+3.2T 光模組出貨中的滲透率；真正放量在 2028–2030，與 Rubin Ultra/Feynman 世代吻合。

年份CPO 滲透率
20250.05%
2026F0.55%
2027F2.21%
2028F7.23%
2029F22.07%
2030F35.74%

LightCounting 預測（CPO/LPO 滲透率）

圖（LightCounting，來源 Latitude，2025-08）：2026–2030 800G、1.6T、3.2T LPO/CPO 端口數量（紅）vs TRX 和 AOC（藍），預測 CPO/LPO 在 2029–2030 年開始大幅擴大佔比。

GS AI 光互連 TAM 升級（Goldman Sachs，2026-04-17）

Goldman Sachs「The next mega trend in AI infrastructure」深入分析 GB300→Rubin Ultra NVL576 的機架美元含量升級與整體 TAM 空間（9× TAM unlock to US$154B）。

機架美元含量（Dollar Content，Scale-up + Scale-out 合計）

機型出貨期Scale-upScale-out網路成本/架（USD）
GB300 NVL722H25-2026銅纜光模塊 1.6T$315K
Vera Rubin NVL722H26-2027銅纜光模塊 1.6T$489K
Vera Rubin NVL72（25% CPO）2H26-2027銅纜CPO TOR + 光模塊$504K
Rubin Ultra NVL144（29% CPO）2H27-2028PCB 中板CPO TOR + 光模塊$1,113K
Rubin Ultra NVL576（29% CPO）2H27-2028銅纜 + CPOCPO TOR + 光模塊**9.4M）

NVL576 = 8-rack computing unit；每個 computing unit 合計 ~315K/架升 29×。GS 預估：48K GB300 racks → TAM 154B（Scale-up 佔 69%，CPO 佔 59%）。

CPO TAM 逐年預測（高端 Spec B；含 Scale-up + Scale-out CPO 合計）

年度CPO TAM其中 Optical Engine & FAUELSFiber + Shufflebox
2026E$1.0B$0.9B$0.1B~$0.05B
2027E$24.8B$16.3B$2.8B$5.8B
2028E$70.9B$43.9B$8.0B$19.1B

低端情境（Spec A）差異顯著：2026 3.6B、2028 $12.1B，差異主因 CPO scale-out 滲透率假設（Spec B 25-29% vs Spec A 0-27%）。

CPO Switch BoM（Nvidia Quantum-X Photonics，GS 估算）

BoM 合計（USD）售價（USD）毛利率
$75,803$130,000~42%

GlassBridge 風險（Corning，2026-06-24）

Corning 於首爾 AI 資料中心光學互連技術研討會正式發表 GlassBridge——一種 fiber-to-PIC 連接器平台，可將光纖直接耦合到 PIC（繞過傳統 FAU）。

  • FAU 廠商顛覆風險：晶圓級被動對準替代方案，支援更高光纖密度，TFC / FOCI / Senko 面臨潛在競爭
  • 短期 AI 轉收器影響：未來 1–2 年影響有限；GlassBridge 可同時用於 CPO 和 NPO，NPO 應用可能抵消 CPO 風險
  • 商業落地時程：不確定；已納入 Corning 光子 $10B 業務目標規劃（Analyst Day 2025-09）

來源：AI optical GlassBridge Fiber-to-PIC implications 260629 MS（Morgan Stanley，2026-06-28）

MS bus tour：MRVL / ALAB 光互連更新（2026-06-15）

  • MRVL：全棧光互連佈局（DCI / scale-out / scale-up / optics / SerDes / custom silicon）；scale-up optics 目標 #1 merchant；非 AVGO 替代需求撐盤；scale-up switch 仍為競爭局面但光學優先
  • ALAB：NPO 首批部署 2027；CPO scale-up 2028+（最少一個客戶可能更早）；aiXscale 收購預計 2027 年貢獻 qualifying revenue；銅互連機架內仍維持多年相關性

來源：Semiconductors 260615 MS public company bus tour ALAB MRVL INTC（Morgan Stanley，2026-06-15）

NVIDIA CPO 產品路線圖（Daiwa，2026-07）

型號Quantum-3 450 CPOSpectrum-6 810 CPOSpectrum-6 800 CPO
上市時間2H252H262H26
網路協議InfiniBandEthernetEthernet
交換 ASICQuantum-3Spectrum-6Spectrum-6
吞吐量 / 封裝28.8 Tbps102.4 Tbps102.4 Tbps
ASIC 數量414
總頻寬115.2 Tbps102.4 Tbps409.6 Tbps
SerDes 速率200 Gb/s200 Gb/s200 Gb/s
MPO 端口數144128512
每 OE 頻寬1.6T3.2T3.2T
OE 數量723232
CW 雷射數量144128512
FAU 數量723232
CPO 交換器 ASP（USD）$120,000$120,000$500,000

資料來源：SemiAnalysis / Daiwa Research

來源

本次 ingest 更新（2026-08-14）

相關頁面

本次 ingest 更新（DIGITIMES，2026-08-21）

  • DIGITIMES 將 CPO 發展課題拆成製造、布建與未來擴大三層：第一階段量產瓶頸偏向封裝、陣列測試與產能；中長期則轉向系統級熱串擾、材料導熱與標準化。
  • 交換器端已出現 51.2T CPO、3.2T 光引擎與 200G/lane 的路線，Leaf-to-Spine 以 800G 為主流、1.6T 開始導入；具體平台採用仍屬產業研究整理，非公司訂單事實。
  • MicroLED／MOSAIC 被列為雷射式光互連以外的長期路線，DIGITIMES 引述 800G 完整光鏈路約 3.9–6.6 pJ/bit 的論文口徑；該數字需與傳統光模組的系統邊界一致後再比較。

來源：CPO時代來臨，AI_高速互連中長期技術演進與挑戰_DIGITIMES（DIGITIMES，2026-08-21）。

2026-08 測試與設備更新

  • 260818_ubs_allring 與 260820_MS_MPI 旺矽(6223) 顯示 CPO 仍會拉動光學耦合、測試與高 pin density 相關設備；但專案導入速度與客戶採用仍是主要不確定性。
  • 260818_ml_hon-precision 另指出 CPO Insertion 4 O/E 測試工程設備預計 2026-10 交付客戶；此為券商估計，並非已確認量產訂單。

2026-08 萬潤更新

  • 6187_萬潤（市） 2Q26 初步結果顯示 CoWoS 相關高毛利業務改善產品組合；高盛並將 CPO 視為 2027–2028 長期成長驅動，但營收數字仍屬券商估計。來源：260811_gs_allring（高盛，2026-08-11）。
  • 高盛模型估計萬潤 CPO 營收 2027E／2028E 約 NT$1,861m／9,726m；此數字不能直接視為已確認客戶訂單或量產承諾。

2026-08-23 路線與系統整合補充

  • 小馬光學將 CPO 放在 Pluggable、LPO、XPO、NPO 到 CPO 的連續演進中，強調 FAU／coupling 精度、光電整合與 EPIC 平台是量產瓶頸；此為演講觀點。
  • AMD Helios 將 800G NIC、交換晶片與光／銅互連放入同一 rack roadmap；CPO／NPO 的價值需放回 scale-up、scale-out 與系統維護性評估，不能簡化為單一路線取代。

圖說：來源演講以電子互連走向光子電子整合的尺寸、功耗與佈線密度目標，說明 CPO／光 I/O 為資料中心互連演進的一部分。

來源：2026-08-04-AI 時代光纖到晶片的新賽局-群益證劵-83、事件分析_AMD Advancing AI Day_20260727。

2026-08-23 申萬宏源光電整合觀察

報告_申万宏源_光通信光電集成深度_20260630 指出，光通訊價值量正由分立元件往光電整合移動：EML 向矽光子 PIC 遷移、單通道速率提升，以及 CPO/NPO 並存，是 2026–2027 年的三條主線。報告估計 2027 年全球 AI 數通新投產晶片對 400G 以上光模組／光引擎需求約 1.55 億支、TAM 超過 700 億美元；此為券商估計，信心中。

  • 鏈主與價值量：AVGO.US(broadcom)、MRVL.US(marvell) 的交換晶片、DSP／SerDes IP 可能把價值鏈往電芯片與互連平台集中；CPO 取消或降配獨立 DSP，不代表 SerDes 價值消失。
  • 光源與封裝：LITE.US(lumentum)、COHR.US(coherent)、7907_源傑科技（興）、3450_聯鈞（市） 等，分別對應 CW 光源、光晶片與 CoS／光電封裝環節；實際平台份額仍須以客戶驗證和出貨公告確認。
  • 路線判斷：可插拔模組、NPO 與 CPO 將因維護性、互聯距離、供應商彈性與熱管理差異而長期並存，不能把 CPO 直接寫成可插拔模組的單一路線替代。

來源邊界

以上 TAM、需求量與公司受惠排序均屬申萬宏源研究估計或產業判斷；未改寫為已確認訂單、量產承諾或特定客戶供應關係。

2026-08 券商對 NPO／CPO 的交叉驗證

圖：Jefferies 2026-08-11 估計表把 1.6T、OCS、CPO 與 NPO 相關雷射需求放在同一成長模型；數字屬券商 estimate，不是公司承諾。

關係圖譜

反向連結