谁在CPO光互联浪潮中真正赚大钱?揭秘高毛利三层金字塔!

CPO产业链价值高度集中于三大高壁垒产品:交换芯片、外置激光器和硅光引擎,其余环节多为低毛利代工或标准件。


【高毛利不是平均分配,而是金字塔尖垄断】

在AI算力爆炸式增长的今天,CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)作为下一代数据中心互连架构,正在重塑整个光通信和芯片产业的价值分配逻辑。

但别被“全链受益”的幻觉蒙蔽——真正能持续吃下60%以上毛利率的,只有金字塔最顶端的三类产品:交换ASIC芯片、外置激光源模块(ELS)和自研硅光引擎。

其余环节,比如封装、组装、光纤、连接器,虽然必不可少,但本质上已是“谁都能干”的低附加值拼装活,毛利率普遍只有10%~25%,甚至更低。

换句话说,CPO不是普惠经济,而是强者恒强、赢家通吃的高壁垒游戏。那些没有核心IP、没有先进制程能力、无法解决热/电/光协同难题的厂商,迟早会被挤到产业链边缘,沦为“高级螺丝钉”。



【第一层:交换ASIC——系统灵魂,毛利70%不是梦】

CPO系统里,真正掌握话语权的,是集成光电接口的交换ASIC芯片。

这类芯片不仅决定整机架构、通道数量、均衡策略,还直接控制光模块的行为逻辑,相当于数据中心的“神经中枢”。

目前,全球能做这类顶级交换芯片的玩家屈指可数:
英伟达(NVIDIA)凭借Spectrum-X和Quantum-X平台强势切入;
博通(Broadcom)靠着Tomahawk和Trident系列稳坐头把交椅;
美满电子(Marvell)以Teralynx和Prestera系列持续追赶;
思科(Cisco)则用Silicon One自研芯片构建闭环生态。

这些芯片普遍采用台积电5nm/4nm甚至3nm工艺,单颗裸片尺寸巨大,软件生态(如SDK、驱动、Telemetry系统)高度封闭,客户一旦采用就极难迁移——这就是所谓的“架构锁定”。

正因如此,这类芯片的毛利率常年维持在60%~75%区间,远超普通芯片。技术门槛更是高到离谱:单通道速率已冲到112G甚至224G PAM4,SerDes性能、时钟抖动、功耗控制都逼近物理极限,必须与光引擎、激光器做端到端协同优化。说白了,这不是拼成本,而是拼系统级创新和生态掌控力。



【第二层:外置激光源模块(ELS)——看不见的“心脏”,毛利50%稳如泰山】

如果说交换芯片是大脑,那外置激光源模块(External Laser Source,简称ELS)就是CPO系统的“心脏”。

它以可热插拔的ELS或ELSFP形态部署在机箱内,集中提供高功率O波段激光阵列,通过光纤分发给多个光引擎。一个ELS模块内部集成激光器芯片、驱动电路、监控光电二极管、波长锁定器、安全联锁机制和控制固件,必须在高温结温下稳定工作数万小时,同时保证极低的相对强度噪声(RIN)、极窄的波长漂移,还要支持热插拔而不干扰交换芯片的热预算。

目前,Lumentum(原Oclaro)和Coherent(合并II-VI后)是商用ELS市场的绝对领导者;
博通凭借收购Avago留下的激光遗产,具备自研能力;
日本老牌厂商如住友电工(Sumitomo Electric)和 Fujikura(古河电工)则在特定波长或高可靠性场景中占有一席之地。

早期阶段,ELS模块的毛利率预计在35%~55%之间——别小看这个数字,在光通信这个“卷成麻花”的行业里,这已经是顶级水平。

更关键的是,ELS是整个CPO系统的单点故障高发区:一旦激光器阵列出问题,可能瘫痪数十个光通道。

因此,客户对可靠性、认证资质、长期供货能力极度敏感,导致供应商切换成本极高。这种“风险集中+服务刚性”的特性,让ELS成为CPO中仅次于交换芯片的高毛利护城河。



【第三层:硅光引擎——光电融合的“精密艺术”,毛利40%~60%靠IP吃饭】

紧贴交换芯片部署的硅光子引擎(Silicon Photonics Optical Engine),是CPO架构中光电融合的核心载体。

它把调制器、复用/解复用器、光电探测器、光栅耦合器等光学器件,与驱动芯片(Driver)、跨阻放大器(TIA)等电芯片共同封装,形成一个微型“光工厂”。

制造这种引擎,需要亚微米级的主动对准技术来绑定光纤,还要解决偏振控制、相位调谐、热漂移补偿等复杂问题。每颗引擎出厂前都要写入校准表,并通过闭环反馈系统实时调节偏置电压和消光比。

目前,英伟达、博通、美满、思科等头部ASIC厂商几乎都自研硅光引擎;加拿大初创公司Ranovus则主打开放式硅光方案。

制造端则依赖台积电(TSMC)、格芯(GlobalFoundries)和Tower Semiconductor等晶圆厂的光子集成(PIC)产线。由于高度依赖专利IP(如低电压调制器、低损耗耦合结构)、良率爬坡周期长、封装工艺极其特殊,这类引擎的毛利率可达40%~60%。即便未来标准化推进,只要厂商拥有独特光学设计或先进封装能力,就能维持溢价。

可以说,硅光引擎是“硬件中的软件”——表面是物理器件,内核是算法+材料+工艺的复合壁垒。



【中游环节:高速电芯片与先进封装——高技术但毛利受限】

围绕光引擎工作的高速电芯片,如CML驱动器、TIA、重定时器(Retimer)和时钟芯片,技术含量同样极高。

在112G~224G PAM4速率下,噪声、抖动、均衡和能效的平衡堪称“走钢丝”。博通、美满、MaxLinear、Semtech、MACOM都是这一领域的老玩家,传统毛利率在45%~65%。但在CPO趋势下,这些功能正越来越多地被集成进交换ASIC或定制chiplet中,导致独立电芯片的市场空间被压缩。

换句话说,技术没贬值,但商业机会被“内部化”了。

至于CPO模块的先进封装——包括2.5D中介层、ABF基板、底部填充胶、冷板结构、电源平面设计——更是热-电-光协同的高难度工程。

台积电凭借CoWoS平台牢牢把控高端市场;
日月光(ASE)、安靠(Amkor)则在模块组装环节分一杯羹;
基板方面,联茂(Unimicron)、揖斐电(Ibiden)、南亚塑胶(Nan Ya)是关键供应商。

这类封装服务的毛利率通常在30%~45%,高于普通OSAT,但远不及芯片本体。资本密集、技术稀缺是其护城河,但一旦产能释放,价格压力就会显现。



【下游环节:组装、无源器件与光纤——必要但低利,拼的是规模与效率】

CPO模块的最终组装——包括主动光纤对准、气密封装、环氧点胶、激光焊接/焊料密封、高温老化测试——是制造端的“卡脖子”环节。

目前,Fabrinet是最具代表性的第三方光学集成商,凭借精密光学装配能力成为英伟达等大厂的合作伙伴;日月光也在部分项目中参与。

然而,尽管技术门槛高、良率爬坡慢,这类组装业务的毛利率通常只有12%~25%。原因很简单:大客户议价能力强、多供应商策略普遍、自动化程度尚未完全覆盖。

再往下看,微光学元件如透镜阵列、V型槽光纤阵列、MT插芯、PLC分路器等,虽然要求微米级精度和低温漂损耗,但设计已高度标准化,竞争者众多,毛利率仅15%~30%。

至于最外围的光纤、光缆、连接器——康宁(Corning)、住友电工、OFS(古河旗下)、Fujikura是全球四大光纤巨头;Senko、US Conec等则主导连接器市场。这些产品除少数超低损耗、高密度定制型号外,基本属于大宗商品,毛利率普遍在10%~25%之间,靠规模而非技术盈利。



【隐藏价值:软件与测试设备——毛利70%的“幕后英雄”】

很多人忽略了CPO生态中的两大隐形高毛利环节:一是控制软件栈,二是测试设备。

激光器管理、硅光引擎热调谐、健康状态监控等固件,大多由ASIC厂商或ELS供应商自研。若未来以IP授权形式对外销售,其毛利率将接近纯软件水平——70%以上。这些软件不仅要实现闭环校准,还需与交换芯片的遥测系统深度集成,甚至引入AI预测故障,技术复杂度极高。

另一块是测试与自动化设备:Keysight(是德科技)、Anritsu(安立)、VIAVI、EXFO提供高速误码仪、光谱分析仪;ASMPT、Kulicke & Soffa(库力索法)则供应主动对准平台和精密组装设备。虽然设备不计入交换机BOM成本,但却是量产的前提。由于单台设备价格高、客户集中、技术迭代快,这类设备厂商常年维持50%~70%的惊人毛利率,堪称“卖铲人中的黄金铲”。



【未来演进:高毛利护城河会变窄,但不会消失】

随着CPO出货量从万级迈向百万级,价值结构必然动态调整。外置激光源模块(ELS)因涉及安全认证、跨机架服务性、高温可靠性等非规模因素,其高毛利状态有望维持较久。

硅光引擎则可能面临压力:一旦行业标准(如UCIe-CPO、COBO)成熟,部分功能被交换芯片厂商内化,独立引擎厂商的定价权将削弱——除非你拥有如“1V驱动调制器”或“0.1dB耦合损耗”这类颠覆性IP。

先进封装环节若长期存在高精度光纤贴装产能瓶颈,可能阶段性提价,但长期看,随着自动化提升,毛利率难有大幅跃升。

至于无源光器件和光纤,基本锁定在“成本+合理利润”区间,难有惊喜。

最终,CPO的价值红利将越来越集中于三类玩家:掌握系统架构的ASIC巨头(英伟达、博通、美满、思科)、垄断高可靠激光源的光子企业(Lumentum、Coherent)、以及提供稀缺制程与封装能力的晶圆厂(台积电)。



【结语:不是所有CPO概念股都值得追】

投资者若想押注CPO浪潮,切忌“撒胡椒面”式布局。真正具备长期高毛利潜力的,是那些建立在稀缺IP、先进制程、系统级协同和封闭生态之上的公司。Fabrinet、Senko、康宁等虽参与产业链,但更多是“必要但可替代”的执行者,利润空间有限。反观英伟达,不仅自研交换芯片,还深度整合硅光引擎、控制软件,甚至与台积电联合优化CoWoS-CPO流程,这种端到端掌控力才是未来十年AI基础设施的终极护城河。

记住:在CPO的世界里,拼的不是谁“参与了”,而是谁“定义了”。