進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，“算力網(wǎng)絡(luò)”成為影響多個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心基建。然而，算力網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)同樣是一把雙刃劍，它在帶來一系列正向推動(dòng)力的同時(shí)，也會(huì)造成能耗、成本大幅度增長(zhǎng)的問題，這與當(dāng)下節(jié)能環(huán)保的理念背道而馳。基于此，能夠平衡算力水平與能耗水平的新型光電子集成技術(shù)CPO，正在成為全球各大科技巨頭關(guān)注的焦點(diǎn)。在通信等多個(gè)領(lǐng)域，CPO在保證系統(tǒng)性能與功效方面的優(yōu)勢(shì)越發(fā)突出，也吸引越來越多的企業(yè)和資本進(jìn)入賽道。今年3月中旬以來，A股CPO概念和數(shù)字經(jīng)濟(jì)等板塊漲勢(shì)驚人，這個(gè)潮流技術(shù)發(fā)展方向也催生出一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)。

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算力網(wǎng)絡(luò)離不開CPO支撐助力

從產(chǎn)業(yè)概念來看，CPO(co-packagd optics)即共封裝光學(xué)，這是一種新型光電子集成技術(shù)，它將激光器、調(diào)制器、光接收器等光學(xué)器件封裝在芯片級(jí)別上，直接和芯片內(nèi)的電路相集成，進(jìn)而借助光互連技術(shù)提高通信系統(tǒng)的性能和功率效率。之所以采用共封裝技術(shù)，就是為了進(jìn)一步縮短交換芯片和光引擎間的距離，從目前的技術(shù)水平來看，前沿CPO技術(shù)可以將交換芯片和光引擎間的距離控制在厘米范圍之間。在這樣的基礎(chǔ)上，高速電信號(hào)既能保持高質(zhì)量傳輸，系統(tǒng)誤碼率也可以被降到極致。

而相較于傳統(tǒng)的可插撥光模塊和NPO（近封裝光學(xué)）技術(shù)來說，CPO之所以被稱之為算力網(wǎng)絡(luò)黃金發(fā)展時(shí)代的潮流技術(shù)，就是因?yàn)樗诮档凸πХ矫鎸?shí)力超群。按照LightCounting報(bào)告顯示，在保持高算力需求的前提下，CPO可以讓可插拔光模塊架構(gòu)功耗降低50%。憑借著功耗低、帶寬大的優(yōu)勢(shì)，CPO在數(shù)據(jù)中心、AI計(jì)算等場(chǎng)景有廣闊的應(yīng)用空間。

特別是自2021年以來，隨著全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)和應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，帶寬容量需求持續(xù)上漲，進(jìn)而帶來整個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，未來超大型和云數(shù)據(jù)中心預(yù)計(jì)都將以100G服務(wù)器端口為主，結(jié)合2芯或8芯并行光收發(fā)器，可以保持40G、100G、200G和400G通道速率，這就進(jìn)一步擴(kuò)大了CPO的應(yīng)用范圍。

從CPO產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程來看，目前全球尚且處于初步探索階段。其中，微軟、Meta、谷歌等云計(jì)算巨頭，以及思科、IBM、英特爾、英偉達(dá)、AMD、臺(tái)積電等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備龍頭及芯片龍頭，都在CPO技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域有所布局。和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)CPO產(chǎn)業(yè)的發(fā)展伴隨著光模塊產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展也在不斷提速。按照Lightcounting統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010-2020年十年間，國(guó)內(nèi)光模塊廠商全球份額已經(jīng)從16.8%提升到43.9%，近五年的平均年增速高達(dá)3.2%。預(yù)計(jì)今年市占率將達(dá)到56.8%。受到光模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)，目前CPO板塊投入布局也在持續(xù)擴(kuò)大。整體來看，由于CPO在光電芯片設(shè)計(jì)、連接器、封裝和散熱等核心領(lǐng)域尚存在很多技術(shù)難點(diǎn)，目前主導(dǎo)研發(fā)和應(yīng)用的大部分公司及科研院所依然在不斷攻關(guān)，期待早日進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段。

02

CPO有望迎來大規(guī)模商用時(shí)代

從數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的主流技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看，作為將設(shè)備電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的光模塊，其技術(shù)更迭周期一般只有3-5年，目前全球市場(chǎng)上最先進(jìn)的產(chǎn)品已迭代到800G速率，100G和400G速率的產(chǎn)品也成為主流產(chǎn)品。其中，800G產(chǎn)品在大數(shù)據(jù)中心、人工智能、超算領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。今年以來，ChatGPT的持續(xù)火熱，也讓更多的企業(yè)和資本看到了市場(chǎng)對(duì)算力的龐大需求，因此800G也將成為增量市場(chǎng)最大的訂單來源。

而隨著眾多技術(shù)不斷被突破，傳統(tǒng)可插拔光模塊的集成度、功耗等問題越來越突出，這也讓以CPO技術(shù)為核心的解決方案受到越來越多領(lǐng)域的關(guān)注。按照Lightcounting的預(yù)測(cè)，全球CPO端口銷售量今年將達(dá)到5萬(wàn)，預(yù)計(jì)到2027年，這個(gè)數(shù)字將陡增到450萬(wàn)，四年內(nèi)將提升90倍。屆時(shí)，CPO端口將占800G和1.6T端口總數(shù)的近30%。

尤其是在熱度持續(xù)升溫的光模塊領(lǐng)域，包括硅光、光引擎、光器件、光芯片等眾多環(huán)節(jié)都與CPO技術(shù)路徑密切相關(guān)。在節(jié)能降耗方面，發(fā)展CPO產(chǎn)業(yè)更是和國(guó)家的宏觀戰(zhàn)略規(guī)劃密切相關(guān)。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)數(shù)據(jù)中心總用電量為2166億千瓦時(shí)，占全國(guó)總用電量的2.6%，這個(gè)體量相當(dāng)于2個(gè)三峽水電站的年發(fā)電量或1.8個(gè)北京地區(qū)的總用電量。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，CPO將讓數(shù)據(jù)中心的節(jié)能降耗實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

從CPO的商用化前景來看，行業(yè)權(quán)威市場(chǎng)報(bào)告顯示，2023年僅僅是超大型數(shù)據(jù)中心的CPO設(shè)備收入，就將占CPO市場(chǎng)總收入的80%。特別是受到ChatGPT帶來的人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)熱潮，以及熱度不減的VR和AR，CPO需求正在被逐步激發(fā)。預(yù)計(jì)到2027年，CPO整體市場(chǎng)收入將達(dá)到54億美元。搭載CPO技術(shù)的光模塊需求也將在2028年前呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，相關(guān)具備該技術(shù)的頭部企業(yè)產(chǎn)品出貨量將有超預(yù)期增長(zhǎng)。

03

參與布局企業(yè)多為該領(lǐng)域龍頭

由于CPO隸屬于光芯片和光模塊行業(yè)，這是一個(gè)集技術(shù)、資本、人才為一體的高科技行業(yè)和高端制造業(yè)，涉及復(fù)雜的科技含量和制造工藝，投入資本大，回報(bào)周期長(zhǎng)，行業(yè)壁壘高，目前國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域有產(chǎn)業(yè)布局的企業(yè)以光模塊、光電子領(lǐng)域的龍頭企業(yè)為主。

新易盛(300502.SZ)是業(yè)界領(lǐng)先的光模塊解決方案與服務(wù)提供商，也是我國(guó)少數(shù)具備批量交付100G光模塊、400G光模塊能力的企業(yè)。作為行業(yè)龍頭，新易盛此前已成功推出業(yè)界最低功耗的400G系列光模塊產(chǎn)品，其自主研發(fā)的光模塊產(chǎn)品超過3000種，廣泛應(yīng)用于5G無線網(wǎng)絡(luò)、固定寬帶FTTX、數(shù)據(jù)中心、傳輸與數(shù)通以及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。目前，除了光模塊400G應(yīng)用在各大數(shù)據(jù)中心之外，新易盛已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了800G的產(chǎn)業(yè)化出貨，并且在CPO技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)布局方面走在行業(yè)前沿。

光迅科技(002281.SZ)是全球領(lǐng)先的光電子器件、子系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商，也是我國(guó)光電子器件行業(yè)最具影響的實(shí)體之一，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于光傳輸、PON、4G/5G接入以及數(shù)據(jù)中心光互連領(lǐng)域。作為國(guó)內(nèi)光通信領(lǐng)域光電子器件龍頭企業(yè)，光迅科技在CPO的核心封裝技術(shù)領(lǐng)域（包括光電共封裝技術(shù)、高密度連接技術(shù)、光源技術(shù)等）有雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備。目前，其自研的800G光模塊已具備批量生產(chǎn)的能力，并且針對(duì)特定客戶已進(jìn)行小批量交付。