CPO,开启光学的新画卷

360影视 2025-01-19 20:42 2

摘要:请介绍一下天孚在CPO领域的发展情况。天孚在今年下半年正式切入CPO领域。800G时,天孚是英伟达的独供,进入1.6T之后,天孚做一部分,新易盛做一部分。9月份,天孚送样的1.6T硅光光引擎被英伟达用于封装到CPO上,这标志着天孚在这一领域的重要突破,虽然目前

一、CPO专家交流会议纪要

头部厂商在CPO领域的发展近况,未来规划,合作关系

请介绍一下天孚在CPO领域的发展情况。天孚在今年下半年正式切入CPO领域。800G时,天孚是英伟达的独供,进入1.6T之后,天孚做一部分,新易盛做一部分。9月份,天孚送样的1.6T硅光光引擎被英伟达用于封装到CPO上,这标志着天孚在这一领域的重要突破,虽然目前还没有商用性质,但能说明天孚掌握了相关技术。目前,天孚的1.6T硅光光引擎具备两条技术路线:一是插拔式模块,通过Fibernet和迈络思交付给英伟达;二是直接通过CPO封装技术将硅光引擎集成到交换机主板上。天孚除了硅光的光引擎,还有一条成熟的产品线是FAU,这两部分也是确定在CPO产业里面会使用到的产品。

天孚在未来几年内有哪些规划?天孚在CPO封装方面目前有三大规划方向。首先就是人,公司挖来了一位技术副总,他专注于封测方面,并已开始主持相关工作,包括前期的一些培训以及技术路线的整理。其次,天孚在苏州新购置了土地,用于建设新的工厂,该基地预计2026年底投入运营,将主要用于高端CPO后端封测,但具体方向仍不确定。此外,随着硅光芯片技术的发展,无源器件的价值将逐渐降低,因此公司计划向硅光芯片发展,但与旭创的前端设计方向不同,天孚偏向往后端封装测试及耦合等方向发展,以弥补无源器件价值上的缺失。

天孚与英伟达之间有哪些合作?由于台积电等厂商主要专注于电信号处理,而光信号处理不如专业模块厂商,因此像天孚这样的企业有望承接部分测试和生产任务,将其专业优势发挥出来。展望未来,天孚希望看到的是比如主板拿到天孚来与硅光光引擎进行集成,插到板子上进行测试,再出给英伟达,也就是发展新的产线,占据供应链中更多的环节,这也是新建工厂的初衷。

请介绍一下您刚才提到的封测与台积电在封测领域的关系。天孚是CPO封测,而台积电是CPO封装。台积电是采用SMT技术,将不同的器件集成到一个主板上,不仅仅是做CPO的封装,还涉及到整个主板的元器件封装。天孚首先制作光引擎,然后将光引擎作为一个大的有源器件交给CPO封装厂,如台积电,再进行进一步封装。

天孚与英伟达及其子公司迈络思之间的合作情况如何?天孚与迈络思有长期合作关系,尤其是在800G光引擎项目上,双方已经合作了三年。尽管天孚与英伟达没有直接合作,但与其子公司迈络思关系密切。之前天孚错失了参与英伟达光纤分线盒项目的机会,主要因为其客户是迈络思,而不是直接对接英伟达,因此当时并未及时获取相关需求信息。而太辰光则抢先一步,与英伟达建立了联系,并成功进入该项目。实际上,天孚具备生产类似产品的能力。

光纤分线盒和光引擎在价值量上的情况如何?光纤分线盒每个头约20元人民币,一个分线盒通常包含1,000多个头,总价值量较高。而天孚生产的一些800G光引擎,在2024年初价格约为2,500元,现在降至2,100元左右;1.6T光引擎预计价格为3,600至3,800元不等,而一个交换机主板上通常需要一个光引擎。

天孚在FAU市场中的表现如何?天孚目前占据全球FAU市场约30%的份额,这得益于其强大的制程能力和熟练工人的支持。从2022年开始,该产品线从最初30人发展到现在超过1,000人。这款产品最大的成本来自人工而非材料,因此员工熟练度对品质保证至关重要。在2023年,中国能够批量生产FAU的企业有9家,到2024年增加到30家,竞争激烈。但天孚仍然保持扩产,虽然扩产比例肯定没有之前高,每个模块平均价值40多元人民币,一个模块里面有两个FAU。

FAU的结构及工艺难点是什么?FAU就是光纤阵列,主要由玻璃片刻成微槽,将铅芯放入,再加盖板、点胶、研磨而成,其结构相对简单。然而,其工艺难点在于员工熟练度,还有需要自己设计夹具等,这些都需要高度精细操作以确保品质。此外,根据模块结构可能需要添加MT插芯或其他接口组件,这些都要求高水平技术和经验支持。

FAU的使用情况如何?一台交换机可能需要多个模块,每个光模块用两个FAU,而在CPO上使用的数量更多,但目前不清楚具体构造。此外,根据不同设备的设计结构,所需的数量和类型也会有所不同。比如光纤分线盒传,由于集成度高,这类设备每个头都有1,000多个信号传输点,也就需要更多的FAU来将信号传入传出。

天孚是否有能力替代台积电在封测领域的位置?天孚目前尚无法完全替代台积电在封测领域的位置。首先,台积电主要做电的部分,相当于主板生产,天孚是做不了的。且台积电具有强大的制程能力和标准化生产优势,而天孚主要集中于后端封测部分,前端因为投资量大,天孚不具备这方面的生产能力。可以理解为台积电来做“封”,天孚来做“测”。此外,台积电已经收购了一家专注于光通讯的公司,以弥补其在光学领域的不足,所以大家都在争取CPO里面的环节。因此,在短期内天孚无法全面替代台积电。

台积电与天孚在光引擎封装测试中可能采取的的合作模式如何?可能采取的是,天孚负责生产光引擎并进行初步测试,然后交由台积电进行焊接或插入主板,再返回天孚进行最终测试。这种合作模式可以充分利用双方的优势:台积电专注于半导体及弱电部分,而天孚则专注于光学组件及其测试。然而,这种模式也存在物流上的复杂性,需要多次往返运输。所以另外一种可能性是,天孚从台积电购买主板半成品,插入自己制作好的光引擎并进行测试,再出给英伟达。

英伟达等公司对CPO封装技术的发展进展如何?预计何时能够实现批量生产?根据行业预测,CPO封装技术预计将在2027年实现批量生产。目前硅集成度还未达到理想水平,而要实现大规模生产需要更高集成度以降低成本、减少功耗并提升性能。此外,芯片良率也是一个重要瓶颈,包括英伟达交换机芯片和硅光芯片等,目前良率也是制约批量生产的重要因素之一。因此,即便技术上可行,但要达到大规模量产仍需时间。

CPO时代到来对现有插拔式模块市场有何影响?随着CPO时代到来,插拔式模块市场将受到一定影响。采用CPO技术封装后,其成本可降低40%以上,同时功耗也会减少。这些优点使得英伟达、博通、英特尔等公司积极推动该技术,但从目前来看英特尔已经略有落后。然而,即便如此,也不会立即取代现有市场,因为转换过程需要时间。因此,在未来几年内,插拔式模块仍会存在一定市场份额,但逐渐会被新技术所取代。

博通与天孚之间是否已有实质性合作?未来发展前景如何?目前博通与天孚之间仅限于接触阶段,还没有实质性的产品落地。虽然博通计划明年一季度推出相关产品,但良率问题尚未解决,所以无法进行大批量生产,实际进展可能延后。他之后可能也要找一个类似天孚这样的光引擎厂商,以建立合作来推动这部分的发展。这也为像天孚这样的企业提供了进入高端市场的新机会。

天孚在CPO时代的布局和策略是什么?首先大致拆分一下天孚的三个阶段,首先是无源器件,无论什么制式的模块,都能提供相应的无源器件;第二阶段是光引擎时代,这个阶段天孚只有迈络思一家客户,且销售额非常集中。第三阶段是天孚将从明年开始布局CPO时代,主要集中在三个方面:FAU、光引擎和封测。天孚不会主导整个产业,而是作为配合角色,提供基础服务。无论是英伟达、博通还是英特尔,只要这些公司愿意,天孚都能为其提供代工服务。目前,天孚已经与这三家公司有接触,但尚未签订合同。

新易盛在光引擎和CPO方面的进展如何?新易盛目前专注于1.6T光引擎,供应给迈络思,但在CPO方面没有产出。现在新易盛在用的光引擎的设计图纸与天孚相同,且新易盛是直接制作成模块,也就是在封装时把后端的模块一起封装好。此外,新易盛也在进行自己的CPO设计工作,为博通等公司提供服务。新易盛在研发能力上领先于天孚,目前走在前面,但之后天孚大概率也会走相似的道路。

天孚当前无源器件业务的发展状况如何?天孚目前无源器件业务主要客户包括旭创、新易盛、光迅、华工四家公司,以及菲尼萨和Fibernet等国外公司。自用比例约为20%,外销比例占80%。然而,由于自身产品线扩展,自用比例逐渐增加,外销比例减少。此外,由于国内数通市场的光模块发展较好而电信市场不景气,无源器件增长速度未能跟上光模块市场的发展。且无源器件本身收益不高,相比之下做前端模块部分更赚钱。

为什么天孚决定不再寻求做模块代工?从去年开始,天孚一直尝试进入模块代工领域,但同行不给机会。今年6月起,公司决定不再寻求做模块代工,而是直接跳过这一环节,将精力放在更高端的CPO发展方向上。因此,公司成立的模块团队也进行了分流,不再关注这一块业务。

旭创和新易盛是否也有在做无源器件部分?市场无源器件格局如何?旭创和新易盛主要专注于模块端业务,无源器件较少。他们都有自己的配套无源器件厂商,其中之一就是天孚。然而,他们也有其他供应商,比如FAU部分,旭创还扶持了了一家未上市公司为二供,供货量较大;而菲尼萨则扶持了腾景作为二供。尽管现在做无源器件的公司比较多,但像天孚在无源器件方面的齐备程度较高的公司仍然较少。所以天孚其实有做光引擎甚至光模块的实力,但是一直没有得到机会。

如果天孚的CPO项目成功,将为公司带来多少增量收入?如果CPO项目成功,天孚的收入增长空间将会很大。原因在于英伟达目前主要有四家光模块供应商,分别是旭创、菲尼萨、迈络思以及新易盛。天孚目前仅为迈络思代工,业务体量有限。但若CPO成功,所有光模块的需求量都将转化为交换机上的硅光引擎,如果这些引擎由天孚供应,市场规模非常巨大。当然,天孚不可能完全独占这块市场,但即便只占一部分,也将大幅提升收入和价值量。

您怎么看待天孚在CPO技术上的前景和竞争压力?天孚目前处于技术转折期,竞争对手实力强劲,而CPO技术路线尚未完全成熟。公司未来的成果取决于能否占据关键技术环节。虽然面临挑战,但公司的两位负责人事业心很强,有望引领公司在CPO方向取得突破。

苏州新厂房什么时候能够贡献收入?这段时间业绩如何支撑?天孚在苏州的厂房预计2026年底完工,CPO相关产能则要到2027年才会贡献收入。在此之前,公司仍将依靠现有的FAU和光引擎产品来支撑业绩,这两款产品目前是公司主要的利润来源。值得注意的是,由于天孚业务严重依赖英伟达,无论是在销售额还是利润方面,业绩增长的可持续性受到一定压力,特别是当英伟达市场增速放缓时。所以现在天孚也在接触其他公司,以期新的合作。

未来天孚的增长点在哪里?未来的增长点将来自于1.6T光引擎,包括EML芯片和硅光芯片两种类型。硅光的部分,天孚在9月份进行了送样,预计会在明年的5、6月份才能量产,而EML的现在已经量产。此外,虽然传统无源器件销售会逐渐减少,但整体业绩仍然可观。

新易盛和天孚在光模块市场上的竞争情况如何?新易盛在整个光模块领域表现出色,其整体毛利率较高。但天孚是通过将无源器件的利润归集到光引擎上,实现了较高的毛利率,然而,新易盛不生产无源器件,需要外采,因此其在这方面无法与天孚相比。此外,新易盛主要从事后端模块封装,这部分利润较高,但其在光引擎方面不会赚取很多利润,因为它只是代工芯片,而芯片供应链由博通负责。且本身新易盛加入,就是因为在2023年他缺席了800G光引擎市场,为了争夺份额,自2024年起同时开展1.6T和800G项目,并成功进入英伟达供应链,说明他们的选择还是正确的且有收获的。

天孚公司管理方式及员工流动情况如何?天孚是一家优秀公司,其创始人事业心强,但管理方式可能不适应所有员工。相较之下,旭创老板通过提供优厚待遇留住人才,让员工专注工作。CPO技术进展、渗透率预期、工艺成熟节点、供应链厂商角色CPO技术的最新进展如何?尽管CPO概念已经提出三四年,但今年10月份,在英伟达发布了Q3400 CPO版本后,CPO技术开始受到了更多关注。目前包括英伟达和博通在内的公司已经推出了第一代整机方案。CPO技术旨在通过交换机形态应用于数据中心,颠覆传统电交换机和外接光模块的方式,其在产业链影响巨大且存在与光模块竞争。CPO真正实现产业化仍需一个逐步上量的过程,目前CPO更多是方案预演和demo展示,预计最快量产时间为2025年底。英伟达计划在2025 年Q3-Q4设计定版,但初期不会大规模推广至微软、Meta等客户。

早期版本开发成本高、系统维护和兼容性挑战较大,因为传统光模块加电交换机方式已使用多年,系统开放且兼容性好,而CPO是高度集成封闭系统,在内部直接进行电和光的集成,不同厂商间CPO互联直接通过光信号,但光信号参数较多,互通难度较大。因此英伟达计划先在其自有数据中心应用,包括基于GPU和DGX服务器的数据中心,用于内部大语言模型、机器人模型训练任务。预计到2026-2027年,英伟达将部署约1万台CPO交换机,但不会迅速替代市场上的以太网高速交换机或内部IB交换机。博通也在24年3月发布了51.2T CPO交换机,且微软、Meta等公司都有兴趣推动CPO交换机。

然而,这些大客户25年主要还是以传统光模块的招标采购为主,之前说的CPO交换机要上量等承诺目前尚未落地。虽然CPO技术是非常有前景的,且是一个确定的发展方向,但目前传统交换机加光模块形态仍能满足数据传输需求,从功耗、成本及传输速率上暂时够用。但未来随着200G SerDes等交换机技术的发展,传统方案损耗增加、速率提升困难,到2027年左右可能迎来CPO交换机的大规模应用机会。预计到2027-2028年,将有几百万端口的CPO方案部署,这个端口指交换机上的端口,如英伟达的CPO方案有144个端口或博通64个端口,这个端口决定一个交换机上需要接多少个光引擎,对应大概2万至4万台CPO交换机,占市场份额约10%-15%

刚才提到的几百万端口的CPO,是指英伟达和博通的量吗?主要厂商合作情况如何?是否有最终产品推出?是的,目前主要参与CPO技术研发的头部厂商是英伟达和博通。此外,还有思科、Marvell以及原本积极推进但现资源调配不顺的英特尔,他们的CPO计划可能会进一步延后,而思科和Marvell进度也相对较慢,目前进度最快的还是英伟达。虽然博通比英伟达更早发布其CPO版本,且也有着很强的技术实力,但由于AI产业影响力较弱,其推广能力不及英伟达。博通在今年三月份的光纤通讯大会上展示了demo,在10月推出的样机,但目前仍没有最终版本推出,仍在迭代。博通目前由天孚通信代工其内部光引擎。而太辰光是通过康宁供应一些无源器件如MPU连接线及MT插芯等。这些供应商正在配合英伟达进行送样并迭代设计,因此英伟达当前产品也尚未达到最终量产状态。

当前离CPO量产的主要差距在哪里?还需要完成哪些工作?目前CPO设计中所有器件均为全新定制,主要由英伟达提出需求并与供应商合作开发和验证,因此难度很大,开发验证的时间和工作量也非常大。当前方案的主要挑战在于硅光芯片。交换机芯片部分使用的是已量产的Q3400电交换机相同的四颗28.8T交换芯片,电路部分相对成熟。主要难点在光的部分,CPO是光电混合封装技术,即将光引擎直接封装在交换芯片载板上,与交换芯片进行光电共封装。这种方案依赖小尺寸、高密度的光引擎,基本是默认都是采用硅光的方案,以提高信号质量、减少功耗和提升能效。原理上没有什么颠覆性,架构也比较明确,然而由于这些器件是定制化设计,供应链尚不成熟,需要多轮迭代优化设计性能和提升良率,大约需要两到三年的开发时间才能实现量产。目前仍需进行技术方案和核心器件芯片的优化工作。

台积电与天孚通信在CPO市场中的角色是什么?台积电与英伟达合作开发基于先进封装技术(如CoWoS、flip chip等)的硅光子的集成解决方案。台积电负责硅光芯片流片,由于传统封装方式无法满足现在空间更加紧凑的需求,所以目前采用的是能够将电芯片与硅光芯片进行更紧凑集成的方案,包括上下堆叠或倒扣方案及fan out扩展封装,甚至还有一些3D封装的技术。台积电专门开发了一个技术叫COUPE,也就是紧凑型的硅光子先进封装工艺。总体来说,台积电以自己在封装部分的经验积累,配合英伟达进行光电芯片封装。芯片封装好之后,需要到天孚来做光的耦合。天孚负责完成硅光芯片FAU之间的精密耦合,也就是将FAU与硅光芯片上的精密光波导进行对准,称之为光的耦合。之后再集成一些基础的载板、外壳等,并进行系统级测试,这样就完成了光引擎。这一过程不是芯片级的封装,更多类似于传统的光模块组装,但更加注重系统集成和组装测试。最终,英伟达将获得经过天孚通信处理后的完整光引擎,再结合其交换机内部其他组件(如交换机主板、风扇等)完成整个CPO交换机产品。

英伟达与台积电及天孚的合作模式如何?英伟达早期选择GlobalFoundry作为其硅光芯片制造商,但随着台积电加快了硅光子技术的发展步伐,自去年起与英伟达、博通等签署合作协议。之后可能采用类似于英伟达GPU Hopper或Blackwell项目中的操作方式,也就是台积电先进行逻辑芯片的流片,从外面购买回来HBM后,台积电再进行比如CoWoS一类的封装,来完成最终芯片级的封装。天孚通信则专注于完成从英伟达接收来的元件至最终产品之间的组装测试环节,通过高精度耦合设备确保信号传输质量,并进行系统级测试,确保产品符合要求后出货。在这之后可能会送到Fibernet这类工厂进行后续一些载板封装,比如与整体PCB板的组装工作。

能否介绍一下天孚的价值量以及其在光引擎市场中的地位?天孚的第一代核心芯片目前主要由英伟达指定,天孚按照英伟达的型号进行采购。例如,从MACOM采购TIDriver,从台积电获取硅光芯片。而后再结合天孚自己的制作光学器件的能力,比如CW光源封装,将光耦合到硅光芯片上,并基于FAU将硅光芯片的光导出等等。目前,天孚生产的较低速率的光模块的引擎大概价格在300美金左右。现在英伟达的Q3400CPO中有36个3.2T的光引擎,每个价值约为1600美元,这比低速率产品高得多。光模块里面除去DSP芯片以外,最核心的就是光引擎,利润还是比较高的。

目前市场上最高速率的产品是什么?未来可能会有哪些发展?当前市场上最高速率的是1.6T的光模块,于本月刚刚出货,不同厂商价格有所差异,例如旭创可以卖到1,100美元,海外厂商则卖到1,300至1,400美元。如果未来出现3.2T的光模块,其价格预计将达到3,000美元左右。未来随着技术迭代,更高速率如6.4T等产品也会逐步出现,并且其成本和售价都会更高。

未来CPO渗透率预期如何?有哪些因素影响这一趋势?到2027年,预计CPO方案在高速端口中的渗透率可达到10%。由于CPO方案能将外部插入式模块集成到交换机内部,缩短了电信号从交换芯片到电-光转换部件之间高速电信号传输距离,从而显著减少损耗,提高系统能效。因此在更高速率下,这种方案优势会更加明显。据行业咨询公司预测,到2028、2029年,高速端口中CPO方案市占率有望达到30%。剩下的70%客户仍看重传统方案兼容性,但随着性能提升,CPO份额将逐步增加。这个30%指的是当年在高速端口部分的市占率。

高速产品的发展对市场规模有何影响?随着数据中心建设和数字化社会发展,对算力和数据传输带宽需求不断增长,高速产品需求也随之增加。目前一些800G用于DCI互联长距传输(200-300公里)的800G光模块售价已达6,000美金,所以将来3.2T、6.4T等高速产品售价几千美金是正常现象。整个行业过去20多年中从最初几亿美金规模增长至170-180亿美元左右,并且随着技术迭代,高速产品价值量持续提升。

预期未来几年内高速端口市场空间及其经济效益如何?假设之后有300万只6.4T光引擎出货,每只成本四五千美金,总市场空间可达900亿美金。这表明CPO将在数据中心追求能耗指标背景下成为主流选择之一,因为AI数据中心能源供给已成为瓶颈,为降低功耗客户愿意支付更多费用。这一趋势确保了高速端口市场空间巨大且具有长期经济效益。CPO在数据传输领域被认为是最有效的降功耗技术方案之一,未来注定会逐步替代光模块。但尽管行业对CPO技术前景非常看好,但其替代光模块并非一蹴而就。这类似于新能源车替代燃油车,需要整个产业链、技术和厂商不断迭代和提升竞争力,最终形成市场刚需。因此,市场渗透将是一个逐步推进的过程,但其潜在市场空间巨大。

英伟达在产品成型后是否会引入多个供应商?英伟达通常不会依赖单一供应商,这样风险过大。目前第一代产品阶段主要是突破技术,因此选择与少数优秀合作伙伴独家开发。然而,随着规模扩大和技术成熟,英伟达必然会引入更多供应商以持续开发这一技术。中际旭创在CPO方案方面具备哪些优势?中际旭创已经拥有自研硅光芯片,并基于此封装成光引擎和光模块,对外出货。CPO中的光引擎与现有光模块中的光引擎本质上相同,都基于光电转换并使用硅光芯片、TI Driver等组件。区别在于CPO需要更先进的封装、更紧凑的结构设计、更小尺寸及更高速率,但总体原理相同。因此,中际旭创具备开发CPO所需的能力,并且预计向这一方向转移,以防止在光模块被迭代掉之后旭创也跟着被淘汰。

为什么英伟达选择天孚而不是中际旭创作为其CPO方面的合作伙伴?2020年英伟达开始布局CPO时,也曾邀请中际旭创参与合作。然而,当时中际旭创认为CPO尚处早期阶段,而其主业为盈利良好的标准化光模块,不愿意投入大量资源到可能几年内无法收回成本的新项目。且光模块为具有行业标准的产品,而CPO是做为一个零部件被生产,需要与交换机的系统架构去设计匹配。此外,中际旭创担心CPO 起量后会影响现有业务,因二者本就是替代关系,旭创在CPO的推进方面就没有天孚有动力。而天孚则不同,其主营业务为无源器件,通过与英伟达合作进入有源器件领域,可以绑定大客户并拓展高价值产品线。因此天孚积极配合英伟达,并通过定增资金支持项目发展,从而成为独家合作伙伴。天孚通过与英伟达合作,在过去四年组建了有源团队,并承接了一些其他订单。虽然光引擎在这4年都没有大规模的出货,但目前其50%以上营收来自并非传统无源器件,而是来自于高价值量的光引擎代工。这种战略布局使天孚高度受益,并取得了领先优势。

天孚愿意进入CPO领域的原因是什么?其代工模式与其他厂商有何不同?天孚进入CPO领域主要有两个原因:一是能够扩展其有源器件的能力,二是能够导入自身的无源器件。天孚拥有大量高毛利率的器件,通过将这些器件整合到产品中,可以显著提高利润水平。与其他厂商不同,天孚不仅仅是从外部采购零部件进行组装,而是能够带动自身无源器件的营收,从而使整体毛利率高于一般代工厂。

国内有哪些FAU供应商?FAU很难实现自动化,主要还是人工进行高精密操作,对生产能力要求比较高。国内FAU供应商主要包括天学、太辰光、昂纳和光库等。天孚在FAU领域实力较强,是国内最大的FAU供应商。此外,太辰光也在生产FAU,而昂纳虽然已经退市,但仍然在无源器件方面具有较强实力,并计划在国内科创板上市。光库和世嘉也正在考虑进入FAU 市场。今年由于FAU模块缺货且价值量较高,不少国内厂商都在布局这一领域。

Coherent及旭创等公司在核心零部件方面采取何种策略?Coherent和旭创等公司核心零部件主要依赖外采。Coherent由多个企业并购而成,包括原来的Coherent、贰陆和Finisar,这些公司本身也出售一些器件,因此Coherent有部分自供能力,如隔离器和滤光片,但占比不高。

美国关税政策是否会影响光模块产业?目前,美国市场对中国光模块厂商加征关税的预期较强,尤其是特朗普上任后可能实施更高的关税措施(如25%-35%)。此前,特朗普政府曾对光模块加征15%的关税,后因贸易摩擦缓解而取消。现阶段市场普遍担忧关税政策对利润的影响,特别是无法将关税成本转嫁给客户时,这将对企业盈利能力造成较大压力。

是否可以通过泰国等东南亚工厂规避关税?是的,多家中国光模块厂商(如中际旭创、新易盛、天孚通信)已在泰国等东南亚地区建厂,以规避北美市场的关税压力。东南亚与北美之间签订了贸易协定,中国厂商在东南亚生产的光模块出口北美可享受免关税待遇。但国内直接出口至北美目前有7.5%的关税,即便如此,由于国内生产成本低于海外约8%-10%,目前来看仍具成本优势。若关税增加至25%-35%,则转产海外将成为必然趋势。

目前中国光模块产能及原材料依赖情况如何?中国目前占全球60%以上的光模块产能,但90%的核心原材料仍依赖进口,尤其是高速率产品。因此,为规避极端贸易政策风险,中国企业逐渐将生产转移至东南亚,以确保供应链稳定性。

关税政策对天孚通信的影响是否较小?关税政策对天孚通信的直接影响较小,因为天孚是上游的二级物料供应商,其光引擎和器件主要出口至泰国,由合作伙伴Fibernet在泰国组装后再出口至北美。而多数大客户都是直接招标采购模块,例如Coherent是在无锡生产好之后运到海关,再走空运到北美海关,交关税后进行提货。目前北美对泰国的产品免关税,但考虑到特朗普政府对墨西哥和加拿大加征关税的先例,未来泰国和马来西亚产品可能也会面临关税风险。如果关税增加,成本压力会传导至上游供应商,对天孚的影响将有所增加,但整体影响相对较小。

请介绍一下天孚1.6T光引擎的进展情况。天孚1.6T光引擎是为英伟达定制,目前合作模式依旧是到泰国由Fibernet进行组装。新易盛也被英伟达引入,并计划在泰国组装1.6T光模块。目前天孚还是英伟达光引擎的独供,已与英伟达进行了三四轮打样。英伟达2025年1.6T 光模块需求招投标总量为350万支,其中20%由迈络思供应,也就是走他们的自供方案,相当于明年就要天孚供应70万只光引擎。然而,天孚目前全年产能与70万只需求有较大缺口,需要扩充产能。

天孚在扩充产能方面有哪些进展?目前天孚的光引擎生产主要在国内进行,虽然在泰国建设了工厂,但主要生产线缆类产品,如光纤跳线、AOC及FAU等,复杂的光引擎封装仍在国内完成。不过,根据英伟达要求,天孚将逐步在海外建立光引擎产能。今年由于高精密部件难以自动化、熟练工人难招等原因,导致光引擎扩产困难。因此,不确定明年是否能够交付70万只目标,但天孚正优先保障英伟达订单,以最高优先级支持英伟达的光引擎产线。

天孚1.6T光引擎的价格及其经济效益如何?单纯的光引擎,如果扣掉一些英伟达的器件、芯片等,在交付给英伟达时按800-900美元计算,因为部分特供料不计入价值。

英伟达对于其他规格如800G的需求情况如何?英伟达明年800G的总需求在450万只左右,其中有220万只由中际旭创供应,还有八、九十万只800G模块是通过天孚交付。这显示出市场对高性能模块持续增长的需求,同时也表明了天孚具备良好的市场前景,只要能够满足生产和交付要求,其利润空间非常可观。

二、国盛证券-通信行业周报:CPO,开启光学的新画卷

事件:据台湾工商时报报道,英伟达将于3月的GTC大会推出CPO交换机新品,预计试产工作顺利进行,8月份即可量产。此次消息提升市场对于CPO技术进展预期,周四带动相关板块整体表现回暖,多支个股均有较大涨幅,其中天孚通信涨停。

CPO的分歧点:光模块厂商格局与落地节奏。市场普遍担心CPO供应链及生态圈尚不明确,现有国产光模块厂商能否继续保持全球主导地位,市场份额能否仍保持高位甚至继续提升。而本周看到国内光模块厂商在新的CPO时代仍然扮演重要角色,且CPO方案已有英伟达、博通等大厂推进,出样机进展加速,整个行业估值正在修复,我们认为市场普遍存在国内厂商对于CPO参与度的预期差,国内头部企业有望凭借其在CPO领域的数年积累成为核心产业链的重要参与者。

技术门槛推动竞争格局变化,落地时间有望缩短。CPO具有集成度高、低延迟、设计紧凑、功耗低等优势,被认为是光通信最重要的演进方式之一。Yole Intelligence预测,2020-2032年期间,CPO市场的复合年增长率有望达到65%。我们认为,作为降功耗、降低存储成本的重要技术方向,CPO技术可能带动光通信行业迎来以下两大边际变化:

产业链格局变化:传统光模块加电交换机方式已使用多年,而CPO设计中所有器件均为全新定制,相关产业链格局将因此发生变化,技术门槛将进一步提高。我们认为,最终参与者将比拼的是技术、制造和产品的硬实力,已在相关技术布局的厂商有望凭借先发优势率先抢占市场份额。

技术推进加快:CPO方案依赖小尺寸、高密度的光引擎,其目前仍需要定制化设计,供应链尚不成熟,需要多轮迭代优化设计性能和提升良率,因此市场普遍认为其落地需要较长时间。我们认为,尽管CPO方案所需技术复杂,但目前AI相关产业链中产品方案发展均已进入加速阶段:硅光技术加速发展,有源电缆互联方案AEC、线性驱动可插拔光模块LPO等方案迅速进入光通信的主流视野中,这意味降成本、降功耗等方向已驱动相关厂商加速对相关产品的研发;且目前包括博通、英伟达等厂商均已推出CPO第一代整机方案,因此我们认为CPO方案进度将快于市场预期。

国内龙头厂商先发优势明显,有望进一步受益。CPO交换机集成度进一步提升,对于封装、通信带宽、稳定性、散热均有了进一步提升,我们认为对应供应链门槛相较传统方案进一步提高。国内光通信产业链在全球优势明显,中际旭创、天孚通信、新易盛等企业与海外大客户长期深度沟通需求,共同研发推进产品创新,在CPO领域早已有数年积累。中际旭创作为全球领先的光模块解决方案提供商,其主要客户是Google等全球云计算中心的领头羊以及中兴通讯等电信设备巨头;新易盛作为领先的光模块解决方案与服务提供商,2022年通过对境外参股公司Alpine的收购,已深入参与硅光模块、相干光模块以及硅光子芯片技术的市场竞争;天孚通信作为光纤连接细分市场的龙头,其深度绑定的合作伙伴Fabrinet为思科、Lumentum、英伟达等行业龙头代工。未来CPO真正配套时国内厂商均有深度参与其中的底气和实力。

CPO(Co-Packaged Optics,光电混合封装)技术是将光学组件(如激光器、探测器)与电路板(如交换机芯片)集成到同一个封装中,通过更紧密的集成来解决传统光电分离封装技术的局限性。CPO方案的日益成熟意味着光通信已开始从长距离市场进入短距离市场,并为未来的OIO光交换、光计算的产业落度做好了技术铺垫。CPO核心环节主要包括光引擎、光纤阵列、布线方案和外置激光源。

光引擎:CPO系统的核心组成部分,负责将电信号转换为光信号,并将光信号再转换回电信号。其通常包括EIC(电子集成电路)和PIC(光子集成电路)。其中EIC负责电光转换,处理电子信号与光信号之间的交互。PIC负责实现光信号的调制、路由和分配,确保光信号在不同通道之间传输。

光纤阵列(FAU):由多个光纤组成,用于高密度、快速的光信号传输。在CPO系统中,FAU的作用是将多个光信号通道集成到一个模块中,以提高数据传输的密度和效率。

shffle布线方案:在CPO中,shuffle技术通过优化光信号的路径和分配,实现低延迟和高效的信号传输,从而确保光信号能够快速、稳定地从光引擎传输到其他光学元件或设备,减少传输损耗。

外置激光源(ELS):目前常用的激光源是CW光,其提供稳定、持续的光输出,适用于需要长距离传输和高带宽的应用。

综上,我们仍长期看好算力板块,核心推荐中际旭创、新易盛、天孚通信三家在光电转换、CPO封装、光学器件具有明显优势的头部厂商,以及在光互联领域突飞猛进的太辰光。同时推荐光源的源杰科技、仕佳光子。建议关注:

算力——

光通信:中际旭创、新易盛、天孚通信、太辰光、腾景科技、光库科技、光迅科技、德科立、联特科技、华工科技、源杰科技、剑桥科技、铭普光磁。

铜链接:沃尔核材、精达股份。

算力设备:中兴通讯、紫光股份、锐捷网络、盛科通信、菲菱科思、工业富联、沪电股份、寒武纪、海光信息。

液冷:英维克、申菱环境、高澜股份。边缘算力承载平台:美格智能、广和通、移远通信。

卫星通信:中国卫通、中国卫星、震有科技、海格通信。

数据要素——

运营商:中国电信、中国移动、中国联通。数据可视化:浩瀚深度、恒为科技、中新赛克。

风险提示:AI发展不及预期,算力需求不及预期,市场竞争风险。

三、【HT通信】CPO加速,关注产业链相关公司

《科创板日报》30日讯,台积电近期完成CPO与半导体先进封装技术整合,其与博通共同开发合作的CPO关键技术微环形光调节器(MRM)已经成功在3nm制程试产。估台积电明年将进入送样程序,1.6T产品最快2025下半年进入量产,2026年全面放量出货。

①#博通2021年宣布进军CPO领域,2022年8月宣布国内厂商腾讯和锐捷网络 成为该领域的合作伙伴。2024年3月,博通开始向客户交付51.2T以太网交换机Bailly

②#英伟达 规划将于25年Q3推出一款Quantum 3400 X800的IB交换机CPO版本。总计144个800G端口(MPO);该设备左下方有18路外置的可插拔光源模组(ELS module)

③#台积电 25年完成Coupe(紧凑型通用光学引擎)可插拔1.6T光模块的技术验证、26年推出CoWoS 的CPO模块,27年CPO/XPU结合,OIO加速。 相对于传统方案,CPO方案中:外置ELSFP、MPO和保偏光纤为纯增量。 LightCounting预测,到2028-2029年,CPO极有可能成为1.6T及更高速互连的可行选择。预测3.2T CPO端口的出货2029年将超过1000万个 据产业反馈,25年外置ELSFP有望突破10万需求,26年有望达到百万级别。客户主要为NV和博通。

重点关注: #MPO/FAU/保偏/Fiber shuffle: 太辰光/天孚通信/光库科技(VLINK)/仕佳光子/博创科技等

#CW光源: 源杰科技/仕佳光子/昂纳科技。

#硅光芯片 : 光迅科技/中际旭创等

#硅光设备: 罗博特科等

#先进封装: 甬矽电子、晶方科技、通富微电、长电科技等

四、英伟达或推CPO交换机新品 8月有望量产 产业链正积极整备

《科创板日报》1月16日讯 据台湾工商时报今日报道,英伟达或将于2025年3月召开的GTC(GPU Technology Conference)大会推出CPO交换机新品。 供应链透露,这款CPO交换机正处于试产阶段,若进展顺利,今年8月即可实现量产。

据悉,其内部的ASIC芯片将由台积电进行打造。截至目前,台积电、上诠光纤等相关供应链公司正在积极整备。 产品性能方面,该CPO交换机预计将支持115.2Tbps的信号传输。当前,台积电已验证1.6Tbps传输速率的小型通用光引擎,并正在测试3.2Tbps产品,前者最快将于2025年下半年进入量产。不过,要达到英伟达这款CPO交换机的目标传输速度,至少需要36个光引擎的耦合。 供应链进一步猜测,由于当前英伟达GB200 NVL72机柜设计相对复杂,这种为高效能计算而生的服务器方案面临潜在的功耗和散热问题。 CPO,即光电共封装技术,是一种新型的光电子集成技术。其进一步缩短了光信号输入和运算单元之间的电学互连长度,在提高光模块和ASIC芯片之间的互连密度的同时实现了更低的功耗。

近期以来,CPO产业化消息不断。不仅台积电与博通共同开发的CPO微环形光调节器(MRM)宣布成功在3nm制程试产,美国芯片大厂Marvell亦表示自家在定制AI加速器架构中整合了CPO技术,以期大幅提升服务器性能。 对此,国金证券1月12日研报表示,Marvel和台积电近期的技术发布标志着CPO在人工智能应用中的加速落地,行业对高效通信解决方案的需求正在推动这一技术的快速普及,成为未来人工智能基础设施发展的重要方向。

开源证券1月14日研报指出,随着全球AI的高速发展,AI集群规模持续增长,AI集群网络对组网架构、网络带宽、网络时延、功耗等方面提出更高要求,带动交换机朝着高速率、多端口、低功耗等方向迭代升级。CPO交换机作为光通信网络系统中核心网络设备,有望迎来产业机遇期。 该机构进一步强调,CPO方案众多,各大芯片厂商推出CPO方案。

一方面,其中基于硅光光引擎的CPO技术为主流方案,有望充分受益于硅光技术的发展;另一方面,龙头厂商的入局,有望进一步加速CPO产业链的完善和发展。 从投资层面来看,开源证券认为,当前CPO发展主要以海外AI算力需求为核心,产业链参与厂商以海外企业为主导,其发展或对传统光通信产业链格局产生较大影响:

一是硅光技术重要性进一步凸显;

二是CPO加大对先进半导体工艺的需求。映射到A股相关标的,或涉及以下上市公司:

图源:开源证券研究所

五、【华福电子大科技陈海进】光互联双问:如何看CPO&OIO市场空间?

CPO:突破后端网络Scale out成本、功耗瓶颈的利器 CPO是交换ASIC和硅光引擎在同一高速主板上的协同封装,可降低信号衰减、系统功耗以及成本。博通Bailly CPO较可插拔光学方案可减少70%光互联功耗,可降低整体交换机30%功耗,32K集群可节省超过1MW功耗。市场空间方面,Cyriel等人的论文认为推动CPO的应用需要其价格显著低于可插拔光学器件,我们测算CPO光引擎均价将在28年达到0.24美元/Gbps。650 Group预计51.2T交换机出货量将在2028年达到180万台,考虑CPO交换机相较于传统交换机的优势,假设180万台51.2T交换机出货均为CPO交换机,对应当年光引擎市场规模可达约220亿美元。

Optic IO:纵向拓展超带宽域,实现更多GPU的Scale up Optic IO是与GPU等计算芯片集成在同一封装内的光学互连。光学 I/O 提供芯片间的连接方案。博通采用2.5D多芯片封装,将光引擎及HBM进行了CoWoS封装,形成的每个CPO具有6.4Tbps带宽的光引擎。该方案可实现5-30m的光链路传输距离,可通过64台高端口密度交换机完成512颗GPU互连。

关注CPO驱动下光器件、光芯片耦合及封测设备的投资机遇 有源器件方面,天孚通信已布局适用于CPO-ELS模块应用多通道高功率激光器的开发;中际旭创在硅光芯片有显著进展,具备一定技术做CPO相关产品研发;光迅科技已发布支持3.2T CPO光引擎的自研光源模块;新易盛子公司Alpine拥有自主研发的nCP4™ 硅光子技术平台。无源器件方面,CPO采用多通道高密度封装,需要光纤阵列FA、MT或MPO等高密度连接器,国内厂商中天孚通信、太辰光、光库科技、仕佳光子等厂商均有相关布局。 此外,高精度耦合设备等是硅光和CPO封装工艺的核心设备,FiconTEC生产的设备帮助Intel、Cisco、Broadcom、Nvidia等全球知名厂商实现了高速硅光模块、 CPO等新技术的开发、验证和大规模量产。国内猎奇智能也有有大规模光电子集成和光子集成自动化贴装设备的布局。

建议关注: 光模块&光引擎:中际旭创、新易盛、天孚通信、光迅科技 光器件:太辰光、光库科技、仕佳光子。

六、【华源电子 葛星甫团队熊宇翔】 晶方科技:光引擎封测核心标的

英伟达预计于3月推出CPO交换机新品

据供应链透露,英伟达将于3月的GTC大会推出CPO(共封装光学)交换机新品,预计试产工作顺利进行,8月份即可量产。

CPO交换机供应链将以交换机厂(NV、博通)为核心,交换机厂或主导AS­IC交换机芯片的设计,将使用台积电先进制程(3nm)流片,采购光引擎后,以台积电为CPO封装终端(CPO最终端封装承接2.5D理念,关键在于载板的选择),同时光纤等也享有一定价值份额。 【晶方科技】的TSV技术是光引擎垂直堆叠的关键工艺,我们看到TH4交换机中,EIC的TSV通孔深宽比约5:1,晶方的TSV技术可以满足要求。产业端,公司与下游客户积极合作,已有接近两年的技术开发历史,目前处于磨工艺的环节,在技术方案确定后,有望落地进入量产。

经产业调研,目前单颗光学引擎的价值量或达600美金,TSV环节价值量占比在10%-30%之间,未来量产有望降低成本,同时推动CPO渗透率的提升,市场空间广阔,对于晶方来说弹性较大。

晶方科技有智驾下沉带来业绩基本盘

回归基本面,晶方科技在上一轮低像素CIS行情(多摄趋势普及)中实现较好的盈利弹性,收入从19年Q1的0.75亿增长至21年Q3的3.85亿,毛利率从27.5%提升至53%,足以说明晶方业绩是紧跟低像素CIS景气度的。展望2025年,汽车电子对摄像头的需求或将倍增,晶方作为极少数通过车规认证的供应商具有极强竞争优势,和大客户的紧密合作,或使公司实现业绩的大幅回升。

七、CPO光通信概念股梳理

光模块:中际旭创、新易盛、剑桥科技、光迅科技、华工科技、联特科技;

光芯片:博创科技、源杰科技、仕佳光子;

光器件:天孚通信、太辰光、光迅科技、博创科技、中际旭创;

光引擎封测:晶方科技

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来源:花明

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