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

粗糙度直降10倍！国产第一台光通信芯片测试机里的“圣昊标准”

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“芯片载台有一项指标叫Ra，

通俗来讲就是粗糙度。

目前行业一般标准是0.2，

但我们要把这个数字控制在0.02以内。”

杨勇峰说，

以前，这种高精度的部件只能依靠进口，

现在，圣昊产品的精度就是行业标杆。

从0到1，

从0.2到0.02，

每一点微小的前进，

背后都是成百上千倍的努力。

进入电子信息行业7年来，

杨勇峰比任何人都清楚

自主创新对企业发展的意义。

河北圣昊光电的工程师正调试新生产的芯片测试机。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

杨勇峰是河北圣昊光电科技有限公司董事长，

2017年涉足光电子通信芯片生产，

那时，

我国还没有自己的芯片测试机。

“中国的第一台光通信芯片检测设备，

就是圣昊自主研发成功的。”

但这段令他骄傲的奋斗故事背后，

还有一段“卡脖子”的艰辛往事。

河北圣昊光电的技术人员在调试设备。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

芯片检测是芯片研发和制造的重要环节，

每一个芯片都需要经过检测，

才能走向市场。

2017年，

杨勇峰要为圣昊生产的芯片买一台测试机，

接洽的两家外国企业，

一家现场提价，无理毁约，

另一家，历时8个月也没能完成设备调试。

一边是始终无法正常运转的设备，

一边是迟迟不能兑现的客户订单，

实实在在被“卡”住了脖子，

杨勇峰进退两难。

核心技术握在别人手里，

发展就处处受限。

杨勇峰把心一横，

“既然别人能做，我们肯定也能做。

没有测试机，那就自己造一台！”

面向全球聘请专家，

科研团队很快组建起来。

但从无到有的创造，

每一步都困难重重。

杨勇峰展示测试载台。长城网·冀云客户端记者 王守一 摄

杨勇峰的手上拿着一个小巧的载台，

长度不足2厘米，

它是芯片测试机上的重要零件，

对精度要求非常高。

制作的时候，

要在300微米的空间打孔，

打孔直径105微米，

误差不超过2微米。

为了达到超高的精度要求，

团队进行了上万次实验，

废弃样品超过1千个，

历时1年多，

才制成了符合精度要求的芯片测试载台。

而这样的零部件，

1台测试机有上万个，

都必须一个个摸索研制出来，

那是科研团队必须翻越的，

一座又一座大山。

载台对精度要求非常高。长城网·冀云客户端记者 赵博轩 摄

就这样，

一年多的时间里，

技术人员啃下一个个“硬骨头”，

2020年，

第一台工业原型机研发成功并下线，

在中国市场上，

终于有了自主研发的国产光通信芯片测试机。

而且速度更快，价格更低，

为国内整个光通信芯片行业发展松了绑。

在生产车间，工程师们正在对芯片进行人工镜检。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

而第一个“吃螃蟹”的圣昊，

早已不满足于做国内的一枝独秀，

他们要跑到行业的最前沿。

芯片是一个精细的行业，

他们就把精度做到了极致。

以芯片载台为例，

目前行业内粗糙度的一般标准是0.2，

也就是说，

表面2个突起之间的距离不超过0.2微米，

相当于一根头发丝的三百分之一。

而圣昊要让这个标准降到0.02，

确保弯曲度最小，

从而使检测精准度更高，

无限接近芯片本身性能参数。

杨勇峰介绍企业自主研发的各类设备。长城网·冀云客户端记者 王守一 摄

从零起步，

7年攻克无数技术难关，

坚持创新打通了发展的任督二脉，

圣昊研发各类芯片检测机、划片机、裂片机，

总量已达35种，

打破光通信芯片领域关键设备技术垄断，

在行业内拥有了话语权。

利其器，善其事，

解决了设备“卡脖子”，

圣昊光电子材料和器件研发随之加快推进。

氮化镓光波导放大器、

大尺寸氮化铝单晶材料……

圣昊在半导体领域超前布局新技术，

储备未来竞争中的“撒手锏”。

杨勇峰说，

氮化镓光波导放大器将被应用在光纤传输中，

相比传统模块，

体积只有原来的十分之一，

成本则从几千元降到几十元，

热稳定性和抗辐射能力都极大增强，

目前全球没有同类产品。

大尺寸氮化铝单晶材料，

红光、蓝光、黄光全色彩方案基本成熟，

将带来LED显示方式的重大变革，

市场前景广阔。

工程师调试半导体芯片划片机。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

习近平总书记第10次视察河北时，

勉励科技工作者再接再厉、勇攀科技高峰，

不断攻克前沿技术，

杨勇峰和他的团队信心更足了。

他们明白，

核心技术握在自己手里，

未来赛道上，

才能一跃跑向最前沿。

创新，

不是一个环节的创新，

而是整个链条的创新。

杨勇峰说，

近几年，

不只圣昊，

河北整个电子信息行业都在快速发展。

技术人员打通一个个关键环节，

很多部门全力服务创新，

凝聚起推动创新的合力。

显微镜人工镜检工程师讨论技术问题。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

杨勇峰说，

从0到1，

每一次突破都凝聚了无数汗水。

从0.2到0.02，

每一小步前进，

都为电子信息产业发展，

铺稳又一级台阶。

记者李代姣、王守一 实习生李东阳

来源：长城网·冀云客户端

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