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【光电共封CPO】台积电业绩炸裂+高盛硅光产业研判,CPO产业链细分赛道或将提前爆量

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【本文涉及的相关企业】TSMC、NVIDIA、TFC、Innolight、Eoptolink、CIG、Landmark、VPEC、Ruijie

台积电业绩炸裂+高盛硅光产业研判,细分赛道或将提前爆量(图源:深芯盟)

高盛预期叠加台积电业绩

高盛在新年伊始发布一系列全球半导体行业调研,其中PCB需求十分看好,尤其是高端PCB以及材料产业链景气度预测很高,并且随后又发布了全球光模块的TAM更是凸显AI算力对于未来半导体产业的需求弹性。将2025-2028年全球光收发器价值TAM预期显著上调:

市场重心迁移: 从营收视角看,1.6T 产品在 2026 年底(4Q26E)占比将达到 37%,超过 800G 的 29%。预计到 2027 年,1.6T 将成为绝对主力,收入占比高达 47%。

硅光技术渗透: 硅光材料(SiPh Mix)的营收占比提升显著,预计从 2025 年的 26% 增长至 2028 年的 54%。值得注意的是,尽管营收占比过半,其出货量占比在 2028 年仅为 15%,这表明硅光正加速向高价值、高带宽的尖端产品集中。

价格下降曲线: 1.6T 产品单价预计从 2025 年的 840 美元下降至 2028 年的 436 美元。尽管 ASP 逐年走低,但通过出货量的高速翻倍,2026 年行业仍能维持 22% 的营收同比增长,

周期的终局预测: 高盛预测该细分市场将在 2027 年见顶(535.79 亿美元),随后在 2028 年出现负增长(-11%),反映了技术迭代初期的高溢价阶段结束,进入大规模成本优化的成熟期。

AI算力需求更加旺盛,Google、Meta 等大厂比业界预测更提前的采用激进的800G和1.6T高速互联光收发器,并且ASIC和硅光CPO将逐渐占据主流地位,所以光模块供应链技术迭代将更加迅速,尤其是硅光(SiPh)技术凭借成本优势加速渗透,例如在1.6T光模块产品内,SiPh模块内置了4个70mW CW激光器,相较于传统的EML方案成本仅为十分之一。

并且高盛也在报告中着重强调了两条产业链的关注方向:一条是光模块厂商,例如Eoptolink、TFC、Innolight、CIG;另一条是上游CW激光器和硅光外延片厂商诸如Landmark、VPEC、Coherent。

台积电近期公布了显著超预期的财报,其第四季度毛利率首度突破60%大关,净利润达160亿美元,远超出分析师预期,用高盛分析师Sean的话说,“任何等待股价回调的投资者都会大失所望”。更为关键的是,台积电将2026年资本开支指引大幅上调至520-560亿美元,较此前预期高出近四成,明确释放出其全面加注AI芯片赛道的信号。

台积电业绩(图源:TSMC)

并且根据美林研究报告显示,台积电将其2024至2029年的收入复合年增长率(CAGR)指引从原先的20%上调至25%,并将AI加速器业务的收入复合年增长率预期从原先的40%提升至50%,并不断暗示市场,当前制约AI算力发展的并非电力能源短缺和资本投入不足,而是目前台积电的中高端晶圆产能严重不足,其先进制程节点的客户报价不断提升,且订单过饱和进一步挤占低端产能,使得高价先进制程订单占比显著提升,最终带动长期结构性毛利率的上涨。

台积电业绩(图源:TSMC)

CPO链的细分赛道机会

随着光模块和CPO出货量的增长,其出货结构的变化尤为关键,800G和1.6T从2026年开始进入强劲放量期,并且3.2T将在2027年底开始逐步导入。不得不说,其主流带宽迭代升级如此之快主要源于两个方面:

AI算力机组的升级:以英伟达为例,GB300机组GPU层级采用800G带宽光模块,leaf 与 spine 层进一步升级为 1.6T,并且Rubin架构还将延伸到3.2T。Nvidia X800-Q3450 CPO交换机系统总吞吐量达到115.2Tb,初始版本将采用72个光模块,每个带宽为1.6T,未来计划升级为36个3.2T的版本,在保持相同总带宽的同时减少组件数量。这些光引擎的成本结构相当可观,每个单元完整组装(包括光纤连接单元)的成本约为1,000美元。这意味着仅光引擎的总物料成本就达到35,000至40,000美元(针对3.2T光引擎版本)。

上下游材料和组件的进展:外部激光光源EML、光纤连接单元FAU阵列、CW激光器、MPO连接器、SiPh硅光产品和铌酸锂(TFLN)、磷化铟InP等全产业链发展。

外部激光光源EML

光电共封CPO中核心组价之一就是EML,Nvidia X800-Q3450 CPO交换机使用18个外部激光源模块,每个模块包含8个连续波分布反馈激光芯片,每个连续波DFB芯片输出功率约为350mW,芯片内部积热问题极其严重。除了功率大和散热问题,业界还比较头疼市场由几大主要厂商把持,Broadcom、Coherent、Lumentum、Sumitomo位于第一梯队,国内仕佳光子和源杰科技目前处于追赶地位。业界预测,随着高性能EML逐渐标准化和材料升级,国内供应商会逐渐切入并有相当大的机会获取市场份额。

光纤连接单元FAU阵列

光纤连接单元(FAU阵列)作为光模块与算力模块互联的关键接口,信号质量和精确对准至关重要。FAU Array的封装制程对于大规模精密对准要求极高,尤其是对于硅光芯片SiPh PIC上拥有微米级的波导通道,每个通道都需要与连接的光精确对准。

例如,X800-Q3450上的每个1.6 Tb光引擎包含一个具有20根光纤的FAU:8根用于发送,8根用于接收,4根用于外部激光器连接。每个系统总共有1,440根光纤。目前在FAU细分赛道头部公司包括:TFC、Senko、FOCI、Corning、YOFC,业界预测,TFC很有可能为X800-Q3450 CPO交换机供应FAU,而Senko被认为是Spectrum X CPO和Broadcom Tomahawk 6 CPO系统的极有可能候选供应商。

薄膜铌酸锂TFLN和磷化铟InP

铌酸锂TFLN和磷化铟InP两种关键材料则是未来1.6T和3.2TCPO中不可或缺的基础材料,目前InP是光通信行业最主流的材料体系,是唯一能直接集成激光器(光源)、调制器、探测器和放大器半导体材料,所以传统可插拔光模块中的EML(电吸收调制激光器)均基于InP,但是在高带宽(单波200G及以上)时,InP的功耗和线性度表现不佳。

而薄膜铌酸锂TFLN因其具有极高的电光系数、超宽带宽(可支持200G、400G单波)和极低的插损,被业界认为是1.6T、3.2T乃至6.4T的解决功耗和信号质量问题的最优解材料。但是薄膜铌酸锂TFLN不能发光,因此需要外置光源,即配合InP激光器共同使用,所以未来主流方案为异质集成:利用InP作为光源(CW激光器),而利用薄膜铌酸锂(TFLN)作为调制器使用。

Scintil Photonics提供了一种特别创新的方法,其LEAF Light集成激光源代表了CPO应用激光技术的新方向,Scintil的工艺称为SHIP(Scintil异质集成光子技术),在晶圆级将III-V族激光器集成到标准硅基光电子平台上。反观国内也有不少新晋玩家,InP材料部分源杰科技100G及以上功率的CW激光器正处于数通大客户验证及放量阶段,长光华芯已布局支持CPO架构的硅光大功率CW激光器,薄膜铌酸锂领域则有光库科技通过并购Lumentum切入铌酸锂(LiNbO3)赛道、天通股份在铌酸锂晶体材料领域有深厚积累,是国内少数能大规模供应铌酸锂晶圆的企业。

结语

高盛业内景气度极高的预测和台积电500亿级的资本支出指引,整个算力硬件产业未来三年将会“富得流油”,随着CPO技术的成熟和产量的增加,这个供应链将继续演变,细分赛道将会藏着更多的潜在机会。

*参考资料

1.《高盛报告》

2.《Co-Packaged Optics (CPO) Book – Scaling with Light for the Next Wave of Interconnect》

3.文中部分插图为NotebookLM生成

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