CPO
Co-Packaged Optics (共同封裝光學)
全球價值鏈
| 環節 | 主要業者 |
|---|---|
| 雷射光源 | Coherent、Lumentum、古河電工、源傑半導體、中際旭創 |
| PIC 晶片代工 | 台積電、GlobalFoundries、三星電子、Tower Semiconductor |
| EIC/驅動 IC | 博通、邁威爾、輝達 |
| ELS/光引擎 | 中際旭創、天孚、昂納科技、新易盛 |
| FAU | Senko、住友、上詮、合聖、波若威、天孚 |
| FAU 對位設備 | ficonTEC、萬潤、ADST |
| FAU/光引擎組裝 | Fabrinet、富士康、日月光、上詮 |
| OSAT/先進封裝 | 日月光、Amkor、京瓷、力成、新光電氣、Fabrinet |
| 連接器/陶瓷插芯 | Senko、住友、US Conec、太辰光通信、Molex、波若威 |
| 光纖 | 康寧、住友、Nittobo |
| E/O 測試 | 是德、Teradyne、FormFactor、致茂、Multilane |
| 交換器/系統 | 輝達、博通、邁威爾、Google |
| EDA 設計工具 | 新思、益華、Ansys |
台股
| 產業別 | 類別/供應鏈環節 | 公司名稱 |
|---|---|---|
| 上游 | EIC / ASIC 設計 | 世芯-KY (3661)、創意 (3443)、聯發科 (2454)、智原 (3035)、金麗科 (3228) |
| 磊晶 (InP / GaAs / VCSEL) | 聯亞 (3081)、全新 (2455)、穩懋 (3105)、宏捷科 (8086)、環宇-KY (4991)、IET-KY (4971) | |
| ABF / PCB 板 | 欣興 (3037)、景碩 (3189)、南電 (8046)、台光電 (2368) | |
| 中游 | 光主動元件 | 光環 (3234)、華星光 (4979)、聯鈞 (3450) |
| 薄膜濾光片 | 東典光電 (6588)、統新 (6426) | |
| 光被動元件 / FAU / 連接器 | 上詮 (3363)、波若威 (3163)、光聖 (6442)、大立光 (3008) | |
| 高速光模組 / 雷射製程 | 華星光 (4979)、眾達-KY (4977)、前鼎 (4908)、光環 (3234)、創威 (6530) | |
| CPO 封測與先進封裝 | 聯鈞 (3450)、日月光投控 (3711)、訊芯-KY (6451)、台星科 (3265)、矽格 (6257)、鴻勁 (7769) | |
| 測試介面與量測 (光電 / 老化) | 旺矽 (6223)、致茂 (2360)、穎崴 (6515)、光焱 (7728)、Viavi、Keysight | |
| 設備 (封裝 / 自動化 / 耦光) | 萬潤 (6187)、弘塑 (3131)、辛耘 (3583)、均華 (6640)、志聖 (2467)、均豪 (5443)、波若威 (3163)、惠特 (6706)、高明鐵 (4573) | |
| 下游 | 光模組 / ELSFP | 眾達-KY (4977)、前鼎 (4908) |
| 交換器 / 系統 | 智邦 (2345)、明泰 (3380) |
EIC / ASIC 設計
- 世芯-KY:CPO 相關 ASIC 設計,AI 晶片供應鏈。
- 創意:特殊應用 IC 設計服務,台積電合作夥伴。
- 聯發科:高速傳輸 IC 設計,AI 應用布局。
- 智原:矽智財與 ASIC 設計服務。
- 金麗科:CPO 相關高速傳輸 IC 設計。
晶圓代工、磊晶材料
- 聯亞:InP CW 雷射、InP 發射端 (LD)、1.6T 磊晶純度最高、NVIDIA 核心材料供應商。
- 全新:PD/LD 磊晶供應商,主力偏 InP 接收端 (PD)、AVGO 核心材料商、GaAs 射頻與 VCSEL。
- 英特磊:上游光通訊晶片供應商。
- 穩懋:GaAs/InP 磊晶代工、LITE 主要代工夥伴、兼具 CPO 與低軌衛星題材。
- IET-KY:InP 磊晶相關,CPO 核心材料供應鏈。
- 環宇-KY :InP 磊晶相關,化合物半導體供應商。
- 宏捷科:InP/GaAs 磊晶代工,射頻與光通訊應用。
- 台積電:COUPE、3nm GAA 平台。
- 聯電:isPP900 矽光子平台、新加坡 P3 廠轉型。
- 世界先進:矽光子晶圓代工平台。
ABF 載板 / PCB
光學元件整合
- 波若威:
- NVIDIA 交換器供應商、CPO 被動元件整合 (FAU/MPO)、WDM 濾波器
- 同時具備 CPO 設備,常被視為 CAPEX+高速傳輸往上延伸的受惠鏈。
- 光聖:TPU、InP/VCSEL 光通磊晶、高芯數光接頭。
- 上詮:ReLFACon 支援 1.6T/3.2T 高頻寬、FAU x IC 異質整合、台積電 CPO 戰友。
- 東典光電:光通訊薄膜濾光片,具高精度鍍膜技術。
- 統新:薄膜濾波器與高密度波長多工器,聚焦高階光學鍍膜。
- 大立光:
- 精密光學鏡頭與元件
- 市場將其視為光通訊元件的延伸觀察標的。
光收發模組
- 華星光:CW Laser 外接光源、Marvell、ELS 核心。
- 前鼎:800G 模組放量、矽光子技術平台。
- 眾達-KY :ELSFP 外置光源、博通 TH5-Bally 合作夥伴。
- 光環:光主動元件與光收發模組,具備從元件至模組的整合能力。
- 創威:高速光收發模組與高頻寬網路解決方案。
- 瑞軒:AIoT 轉型、光通訊模組代工。
光電異質先進封裝
- 訊芯-KY:CPO 先進封裝與 SiP、800G/1.6T 量產、北越廠產能擴張、AVGO 供應鏈。
- 日月光投控:LEAP 平台、VIPack、3D 異質整合。
- 聯鈞:AOC 主動式光纖、EML 封裝、高速 COB 平台。
- 鴻勁:晶片封裝測試與相關設備,投入高階封裝測試方案。與美系大客戶合作開發的 OE 光電同測設備預計 2026 年 10 月出貨,主攻系統級驗證 (FT / SLT / Burn-in)。
- 台星科:矽光子 WLP 封裝、3nm/5nm bumping、WLCSP。
- 矽格:IC 測試與封裝,CPO 相關先進封測供應鏈。
- 萬潤:FAU 耦光、自動化。參與 Insertion 3 光引擎組裝測試。
- 檢測、貼合:矽光子技術需要將光纖陣列 FAU 精準地貼合在載板上。萬潤的矽光子檢測設備專門處理光電晶片的 耦合、貼合,對 CPO 這種極精密、不能有絲毫誤差的封裝製程非常重要。
- 弘塑:先進封裝製程設備,CPO 封裝產線相關。
- 辛耘:晶圓清洗、表面處理設備。
- 均華:半導體封裝自動化設備。
- 晶粒挑揀、模具:矽光子為極複雜的異質整合封裝。均華擅長的高精度 晶粒挑揀 Die Sorter、精密模具,是 CPO 製程中將 光學引擎、邏輯晶片 緊密堆疊時所需的核心能力。
- 志聖:CVD 薄膜沉積設備。
- 均豪:半導體自動化搬運設備。
光電量測、分析驗證
- 旺矽:NVIDIA Rubin 測試鏈、VPC 探針卡、光電併測設備、探針自製率翻倍。參與 PIC 晶圓測試、雙邊測試、光引擎組裝測試。
- 穎崴:晶圓級光學 CPO 測試系統、大功耗液冷散熱 socket、光電併測 SLT。參與 Insertion 4 系統級驗證。
- 致茂:先進封裝 3D metrology、老化、可靠度測試、NVIDIA Rubin 核心測試夥伴、8kW 高功率燒機測試。參與 PIC 晶圓測試、光引擎測試、系統級驗證。
- 系統級測試:CPO 晶片需要同時測試 光訊號、電訊號與散熱效能。致茂具備高階的光電測試與量測技術,是少數能提供 SLT 系統級測試的廠商。
- 光焱:PIC 晶圓級光電 DC 測試、垂直耦合量測 (鎖定光損耗檢測)、高速 ATE 整合光探針雙邊測試。
- 高明鐵:高速 ATE 整合光探針雙邊測試、光引擎組裝測試 (主動耦光對位),已取得 800G 與 1.6T 世代的耦光對位訂單。
- 京元電子:NVIDIA/AVGO 核心測試夥伴、AI 晶片測試龍頭。
- 汎銓:MA 市佔龍頭、MSS HG 檢測系統、埃米級材料分析。
- 惠特:LD/VCSEL 測試、玻璃基板 TGV 穿孔、雷射微細加工、LED 轉型 CPO。
- 常被市場與萬潤放在同一串設備鏈觀察,偏向代工/協力定位,仍要追蹤後續實際出貨與驗證進度。
高速傳輸、連接
- 智邦:1.6T 交換器量產、AI 加速器模組、CPO 系統整合。
- 明泰:乙太網路交換器、10/25G 工業用交換器,CPO 供應鏈布局。
- 貿聯-KY:HVDC、高速光纖跳線。
- 嘉基:Thunderbolt 高階線材、CPO 內部主動光纖連接、高速 AOC 傳輸。
- 嘉澤:NVIDIA 供應鏈比重拉升、CAMM2、PCIe 6.0 高速傳輸。
定義
- 共封裝光學模組:先進的封裝技術,將 電子電路 (EIC)、光子電路 (PIC)、運算/交換晶片 封裝在同一載板。
- CPO 利用 矽光子 技術,將 核心光學元件、運算晶片 共同封裝,以實現 更高效傳輸、低功耗、系統微型化。
- 矽光子+CPO=效率提升+能耗下降 → 進一步支撐 AI 成長
- 運作邏輯:把光引擎 (Optical Engine) 靠近 CPU/GPU/ASIC/交換晶片,縮短 PCB 上的電訊號傳輸距離,並將光電轉換拉近晶片端,以降低 延遲、訊號損耗、功耗。
- 比傳統插拔模組效率更高,可望提升 8 倍傳輸效能、節能 50%
- 主要應用:數據中心、高性能計算 (HPC) 系統。
- 技術尚在發展中,仍有 光電整合、封裝熱設計 門檻待解
封裝架構
- 矽光子整合:將 電子晶片 (EIC)、光子晶片 (PIC) 透過先進封裝緊密結合,讓光引擎晶片化,並提高半導體製程在光通訊供應鏈中的重要性。
- ELSFP (外部雷射光源):雷射元件對高溫敏感,CPO 架構常將雷射光源獨立為可置於系統前面板的外置模組,兼顧 散熱、可靠度、更換便利性。
測試與檢測流程 (四道關卡)
- 瓶頸與挑戰:傳統 IC 測試一到兩關即可完成,CPO 則需四關以上,且每關皆須同時處理電學與光學訊號。真正的技術瓶頸在光纖與光波導的奈米級耦合 (單模光纖與光波導截面積相差近 800 倍)、電光混測,以及雷射光源帶來的散熱與可靠度要求。
- 四關之中,Insertion 2 的高速光電雙邊測試最常被點名為產能瓶頸。
| 測試階段 | 核心技術 | 台灣供應鏈 |
|---|---|---|
| Insertion 1 PIC 晶圓測試 |
晶圓級光電 DC 測試、垂直耦合量測。 確認光功率、插入損耗等基礎光學特性,避免不良 PIC 與昂貴 EIC 鍵合。 |
旺矽 (6223)、光焱 (7728)、致茂 (2360) |
| Insertion 2 雙邊測試 |
高速 ATE 整合光探針、S 參數測試、E/O 混測。 同時處理電性與光學訊號,目前自動化難度最高。 |
高明鐵 (4573)、旺矽 (6223)、光焱 (7728) |
| Insertion 3 光引擎測試 |
主動耦光對位、FAU 鍵合、光迴環測試。 確保光纖陣列與光波導對位達奈米級精度。 |
高明鐵 (4573)、萬潤 (6187)、旺矽 (6223)、致茂 (2360) |
| Insertion 4 系統級驗證 |
FT / SLT、Burn-in 老化測試、液冷整合測試。 確認模組共封裝後在實際散熱條件下的系統穩定度。 |
致茂 (2360)、穎崴 (6515)、鴻勁 (7769) |
產業瓶頸
- 量產良率:FAU 的 精準對位、耦合,與 光子、電子晶片 的異質整合,都需要極高的封測精度。
- 熱、維修:光元件、高溫運算晶片 集中在同一封裝,提高 散熱、可靠度、可維修性 門檻。
- 供應鏈、客戶認證:競爭門檻不只是 技術、成本,也延伸至 產地、資安、供應韌性、客戶認證。
- 標準化:供應商需對齊 產業規範、大型客戶規格,並完成認證才能進入規模量產。
產業趨勢
- 2026/08/05:
- 美國禁令、替代效應:
- 美國研擬限制中國製新型資料中心零組件 (包含高速光收發模組),促使市場尋求非中系供應鏈。
- 然而,台廠實際受惠程度仍取決於 產品規格、認證進度、量產良率、產能配置。
- 禁令管制細節:須持續觀察最終禁令涵蓋範圍是否擴及 元件層級、模組組裝地、原產地認定。
- 量產、營收驗證:
- 追蹤供應鏈公司是處於 研發、送樣、客戶驗證/已進入量產 階段
- 確認 CPO、FAU、ELSFP 的實質營收貢獻是否已反映於 財務數據、法說會 中。
- 美國禁令、替代效應:
與傳統光模組之比較
| 比較項目 | 傳統可插拔光模組 | 共封裝光學 (CPO) |
|---|---|---|
| 物理位置 | 獨立模組,插在機殼前面板 | 光學引擎、運算晶片 共同封裝於同一載板 |
| 電訊號傳輸距離 | 長 (數十公分),需跨越主機板 | 極短 (數毫米),光學引擎緊貼運算晶片 |
| 耗損、延遲 | 較高,需 DSP 補償 | 極低,大幅減少 訊號耗損、串擾、延遲 |
| 功耗 | 較高 (800G 單顆常逾 15~20 W) | 顯著降低 (省 (30~50)% 甚至更高) |
| 頻寬密度 | 受限於前面板實體空間 | 極高 (> 10 倍),相同空間可容納更多頻寬 |
| 散熱挑戰 | 熱源分散,各自解熱 | 極高,光元件、高溫運算晶片 集中,散熱難度大 |
| 維護難易度 | 容易 (隨插即用,可單獨替換) | 困難 (一體化封裝,無法單獨熱插拔),可靠度要求極高 |
| 市場現況 | 主流成熟技術,目前 800G 世代絕對主力 | 關鍵過渡期,預計 1.6T/3.2T 世代才會顯著放量 |
- 發展原因:當頻寬往 1.6T/3.2T 邁進時,傳統光模組的 功耗、發熱 將遇到物理極限。
- CPO 是為突破此限制的下一代解決方案。
- 時程考量:傳統插拔式模組因 好維修、成本低、供應鏈成熟,在 800G 世代仍是主力。
- CPO 預估要到 2025~2026 年後才會在 AI 叢集中出現顯著放量。
股癌脈絡
- 設備商機爆發:
- 節目 EP647 Q/A 提到,原以為持有光通訊上游材料已經漲幅可觀,但進一步分析發現更上游的設備股爆發力更強。
- 致茂:
- CPO 晶片需要同時測試 光訊號、電訊號與散熱效能。
- 致茂具備高階的光電測試與量測技術,是少數能提供 SLT 系統級測試的廠商。
- 萬潤:
- 矽光子技術需要將光纖陣列 FAU 精準地貼合在載板上。
- 萬潤的矽光子檢測設備專門處理光電晶片的 耦合與貼合,對 CPO 這種極精密、不能有絲毫誤差的封裝製程非常重要。
- 均華:
- 矽光子為極複雜的異質整合封裝。
- 均華擅長的高精度 晶粒挑揀 Die Sorter 與精密模具,是 CPO 製程中將 光學引擎與邏輯晶片 緊密堆疊時所需的核心能力。