国内首条光子芯片中试线即将调试，光通信、CPO迎风口！一文搞懂CPO机遇

来源：光大证券微资讯

近期科技股成为A股核心投资主线，在半导体、消费电子大涨之后，通信板块扛起进攻的大旗。6月14日，通信板块盘中大涨超3%，光电共封装（CPO）、F5G、通信设备等板块均有高光时刻。

尤其是CPO概念股，多家公司涨幅超8%，威尔高、东田微、中际旭创、新易盛、剑桥科技、天孚通信等个股领涨。

所谓的CPO技术，就是将光模块、芯片封装在一起，不仅可以提升工作效率，还能降低能耗。作为光模块封装的关键技术，CPO成为摩尔定律失效之后的重要解决方案。

在AI技术大爆发的时代，算力成为越来越宝贵的资源，如何提升数据处理及传输效率成为关键话题。高速光模块成为提升数据传输速度的关键设备，这就需要将硅光芯片或光模块、专用集成电路（ASIC）进行合理的封装，而CPO的重要性就凸显出来。

尤其是在苹果、英伟达、微软等科技巨头持续向人工智能大力投入的背景下，硅光芯片、CPO日益成为投资者关注的焦点。

今天，我们就来系统介绍CPO技术以及硅光芯片在国内的发展，寻找CPO投资机遇。

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1、硅光技术快速发展，CPO重要性凸显

要想彻底了解光电共封装，那必须要从硅光芯片说起。与传统电子芯片相比，硅光芯片适应于海量数据传递，更能满足人工智能、万物互联时代下的信息传递要求。

与电子芯片靠电子传输信息不同，硅光芯片主要依赖光子传输信息。光子之间干扰性较小，计算密度较电子芯片高两个数量级，但是能耗却低两个数量级，这就使得硅光芯片非常适宜于大量数据的远距离传输。

硅光芯片结合了光子和电子的优势，未来将成为主流形态。传统光模块成本较高，硅光芯片能在降低成本的前提下提升数据中心、芯片之间的通信效率。在海量数据的计算和传输方面，电子芯片不如硅光芯片。

近年来硅光技术发展迅猛，当前硅光芯片已经集成了波导、调制器、滤波器等。光模块正常工作，需要硅光芯片或光模块、专用集成电路（ASIC）共同发挥作用，专用集成电路可以控制光收发模块。

专用集成电路种类众多，包括各类计算、存储芯片，这就需要与硅光模块进行合理的封装。

光电共封装（CPO）直接打造了光模块与专用集成电路共同体，将两者封装成一个整体。CPO技术是为了降低网络设备功耗，在光互联网络论坛的主导下，由众多厂商合力研发出的技术。

随着数据传输速度要求越来越高，当网速提高至800Gbps以上时，CPO成为了关键的封装方案。

CPO技术也由2.5D向3D发展，2.5D封装是将光模块与电子芯片封装在一个载板上，这已经可以提高互连密度、降低功耗。如果采取三维（3D）堆叠技术，将芯片与光模块进行三维堆叠，这样就能实现最短互连、最高互连密度，在2.5D封装技术基础之上再向前迈进一步。

2、 高速光模块需求激增，国内将迎来首条光子芯片中试线

2022年以来，人工智能大模型已经成为科技巨头重金投入的领域，这让算力变得十分宝贵。

由于AI需要更高的算力运行速度和数据传输速度，高速光模块就成为技术发展方向，800G光模块日益成为紧俏产品。受此影响，光模块公司业绩迅猛增长。

中际旭创此前发布的2023年及2024年一季度业绩，净利润增速分别高达77.58%、303.84%。中际旭创表示，AI算力需求和相关资本开支的激增带动了800G等高速光模块需求的显著增长，并加速了高速光模块产品的技术迭代步伐。

新易盛2024年一季度业绩强势复苏，大幅增长200.96%至3.25亿元，毛利率也出现了快速的抬升。公司表示旗下的高速光模块产品组合涵盖VCSEL/EML、硅光、薄膜磷酸锂等技术解决方案，AI促进公司高速率产品销售量持续提升。

天孚通信2023年业绩实现了81.14%的增速，主要源于人工智能AI技术的发展和算力需求的增加，全球数据中心建设带动对高速光器件产品需求的持续稳定增长。今年一季度，天孚通信净利润飙升202.68%至2.79亿元，延续高速增长态势。

除了上述三家公司之外，仕佳光子、东田微、华天科技、中贝通信等多家CPO概念股一季度业绩增速均超1倍。

值得注意的是，上海交通大学无锡光子芯片研究院将在6月底，调试国内首条光子芯片中试线设备。该条光子芯片中试线目标就是研究高端光子芯片，这将赋能国产光子芯片和光通信。

展望未来，随着苹果、微软、OpenAI、谷歌等科技巨头持续加大AI投入，高速光模块的需求将保持快速增长状态，进而推动CPO需求。

特别是英伟达Blackwell架构的GB200超级芯片已经在“满负荷生产”，四季度将大量运用到数据中心。超级芯片GB200需要服务器、交换机端口速率大幅提升，这就进一步提升光模块的技术要求，促进CPO技术发展。

根据iFinD数据库，CPO概念股个股众多，市值排名靠前的公司包括：立讯精密、中际旭创、新易盛、紫光股份、三安光电、长电科技、中天科技、天孚通信、生益科技、亨通光电、华工科技、华天科技、光迅科技等。

（本文首发于2024年6月14日）

本文源自券商研报精选

光纤3大测试神器的操作详解

有光纤，自然需要光纤测试，目前常见的光纤测试表有光功率计、稳定光源、光万用表、光时域反射仪(OTDR)和光故障定位仪。我们将主要介绍其中3种测试仪，方便轻松上手掌握。

光功率计（Optical power meter）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。简单地说就是测量光信号在光纤传输后的衰减程度。

1、DET 删除数据键：删除测量过的数据；

2、dBm / W REL 键：测量结果的单位转换，每按一次此键，显示方式在“W”和“dBm”之间切换；

3、REF键：多功能键，最多的就是归零和切换以及校正；

4、λ LD 键：作为光源模式时，1310mm 和 1550mm 波长转换，常用 1310mm；

5、λ /+ 键：6 个基准校准点切换，有6个基本波长校准点：850nm 、1300nm 、1310nm 、1490nm 、1550nm 、1625nm ；

6、SAVE/- 键：储存测量数据；

7、LD 键：光功率计与光源模式转换；

8、POWER 键：电源开关。

在光功率计的一端，一般会有两个接口，一个是OUT，一个IN。光功率计的 IN 口代表输入口，在光功率计的接受模式下使用此口，光功率计的 OUT 口代表输出口，在光功率计的光源模式下使用此口。

在测量功率前，必须将光功率计波长和其他参数设定在规定的范围内；一切准备就绪后，将光功率计连接到收发器端，测量接收器的功率，也可以将其连接到光源端，测量发射器的功率；最后记下测量所得的数值，将其与设备规定的功率值比较，看其是否在规定的浮动范围内。

这里要注意光功率计的接口与网络光器件的接口，根据这些情况配备适当的光纤测试跳线。比如：光功率计接口是SC，网络光器件是LC，那么就应该配一条SC转LC的光纤跳线。测单模光功率要用单模跳线，测试多模光功率要用多模跳线。

光时域反射仪（OTDR）是用于表征光纤性能的光电仪器。OTDR是电子时域反射仪的光学等效设备。

OTDR在精准时钟电路的控制之下，按照设定的参数向光口发射光脉冲信号，之后OTDR不断的按照一定的时间间隔从光口接收从光纤中反射回的光信号，分别按照瑞利背向散射（测试光钎的损耗）和菲涅尔反射（测试光钎的反射）的原理对光纤进行相应的测试。

第一步：清理光纤接口端面（法兰口）；

第二步：用光功率计测试链路是否有光（有强光会损坏OTDR）；

第三步：了解待测链路的状态，设置OTDR相应的参数；

第四步：OTDR测试及结果分析，保存。

注意：如果折射率“n”设置不正确，所测出的距离也将是错误的。

【背向散射】

光纤中的光功率绝大部分为前向传播,但有很少部分朝发光器背向散射。

【非反射事件】

光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗，但不会引起反射。由于它们的反射较小，我们称之为非反射事件。

【反射事件】

活动连接器、机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗和反射，我们把这种反射幅度较大的事件称之为反射事件。

【光纤末端】

第一种情况为一个反射幅度较高的菲涅尔反射。

第二种情况光纤末端显示的曲线从背向反射电平简单地降到OTDR噪声电平以下。

● 测试光纤曲线及损耗分布

● 测试光纤长度

● 测试光纤平均衰减

● 测试接头损耗

● 测试光纤故障点

故障定位仪是OTDR的一个特殊版本，故障定位仪可以自动发现光纤故障所在，而不需OTDR的复杂操作步骤，其价格也只是OTDR的几分之一。

故障定位仪大多是手持式仪器，适用于多模和单模光纤系统。利用OTDR(光时域反射仪)技术，用于对光纤故障的点定位，测试距离大多在20公里以内。仪器直接以数字显示至故障点的距离。

适用于：广域网(WAN)、20km范围的通讯系统、光纤到路边(FTTC)、单模和多模光纤光缆的安装和维护、以及军用系统。

在单模及多模光缆系统中，要定位带故障的连接头、坏的接续点，故障定位仪是一种优异的工具。故障定位仪操作简单，只需单键操作，可探测多达7个多重事件。

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