報告_福邦_矽光子CPO產業_202609

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AI驅動高速互聯，矽光子落地，CPO續章

福邦投顧 研究部 2026/09

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• ⚫ AI算力需求推升高速光互聯市場。美國四大CSP持續擴大AI資料中心建置，為帶動高速光 模組需求成長的主要動能。現階段高速光模組出貨仍以800G為主，1.6T預計自2027年逐步 放量，也帶動矽光(SiPh)模組滲透率提高。
• ⚫ 矽光模組非新興產品，外型仍沿用既有可插拔光模組規格，但相較傳統光模組，SiPh具備 元件高度整合及晶圓級量產優勢，隨高速傳輸所需而獲廣泛採用。然而，雷射晶片受限於 上游InP基板缺貨而供應吃緊。為確保貨源，部分業者已透過長約或預付款方式鎖定供應， 使掌握貨源者在市場上更具競爭優勢。
• ⚫ CPO現階段仍面臨光耦合、測試與量產等製程挑戰；對CSP而言，CPO改變其既有可插拔光 模組的維修與更換模式，加上NPO、XPO等替代架構持續發展，使CPO雖已進入量產階段 ，短期滲透率仍偏低。展望未來，傳輸頻寬持續提升，為降低傳輸損耗與功率，光引擎將 逐步靠近交換器ASIC或加速卡，CPO仍具導入需求。此外，NVIDIA持續擴大NVLink Fusion生態系，擴大CPO潛在應用市場，惟規模部署時程仍待帶動頻寬需求的新應用興起。
• ⚫ 相關個股：聯亞(3081)、IET-KY(4971)、寰宇-KY(4991)、聯鈞(3450)、訊芯-KY(6451)、華 星光(4979)、光聖(6442)、波若威(3163)、上詮(3363)、大立光(3008)

目錄

AI算力需求推升高速光互聯市場

AI DC建置，光通訊需求持續成長

• 生成式AI浪潮帶動美國CSP進入DC建置競賽，2023年仍為投資初期，2024年CapEx明顯加速 ，預期2026年美國四大CSP-Amazon、Google、微軟、Meta ，CapEx合計增至7,500億美元， 帶動高速光互聯(networking)需求。
• Amazon更指出，預期AWS算力供不應求情況將延續至2027年，且2028年需求能見度已高。
• 2022年底ChatGPT推出帶動生成式AI浪潮，惟當時COVID-19疫情剛結束，Amazon和Meta因 疫情期間大幅擴張基礎建設而下調2023年CapEx，使四大CSP整體CapEx較2022年略低。

預估2031年光模組市場營收將達1,120億美元

• 市調機構預估，至2031年光模組市場營收將達1,120億美元，CAGR成長30%。AI DC為營收 貢獻主力， 佔比達9成。
• 2025年合計資料中心與電信商的光模組營收為230億美元，當時兩者營收分別為180億與50億 美元，差異有限；2031年資料中心的光模組營收達1,010億，電信商僅增為110億美元。

光互連應用由機櫃延伸至跨資料中心

• 目前光通訊產品出貨集中於Scale Up與Scale Out應用；隨資料中心建置規模擴大及耗電量增加 ，受限於電力與土地供給，資料中心朝分散式建置發展，並透過光纖串聯多座資料中心以進行 共同運算，帶動Scale Across需求。
• Scale Up為機櫃內元件與設備互連；Scale Out為資料中心內不同機櫃間互連；Scale Across為 資料中心互連。

圖3、資料中心Scale Up、Scale Out與Scale Across架構

依傳輸距離採用不同光互聯技術

• Scale Up傳輸距離較短，以成本較低的主動銅纜(ACC)為主；隨傳輸速率增加，銅線難以維 持訊號品質，便會採用光纖兩端配置光收發模組的主動光纜(AOC)。 AOC
• Scale Out主流採用IMDD可插拔(pluggable)光模組。
• NPO和CPO為應用於Scale Out和Scale up的新技術，藉縮短光引擎與交換器ASIC距離以降低 高速傳輸的電訊號損耗。NPO的光引擎鄰近交換器ASIC擺放；CPO的光引擎與交換器ASIC 共同封裝。
• Scale Across傳輸距離約20公里以上，需採用相干光(coherent)技術來維持訊號品質，供應商 相對有限，以歐美系業者為主。

矽光子技術與供應鏈發展

AI資料中心的光互聯台廠供應鏈

• AI DC 高速互連升級，帶動AOC/ACC 與800G/1.6T可插拔光模組需求成長，並推升矽光 (SiPh)模組滲透率。台廠AOC供應商包括佳必琪與源傑。
• 台廠受惠範圍由光模組元件與封裝，進一步延伸至CW Laser、光學次模組封裝及PIC 代工
• 高密度光纖佈線需求同步增加，帶動MPO/Jumper、Fiber Harness、Shuffle Module 等產品需 求，台廠供應商包括光聖、波若威、佳必琪、貿聯-KY。

表1、台灣光通訊廠聚焦光模組與被動元件

光模組朝高速與高密度整合演進

• AIDC帶動高速光模組需求，2026年以400G、800G為主，1.6T開始放量；2027年1.6T出貨量 將明顯提升，並預期2028年導入3.2T。市調機構LightCounting預估，隨800G、1.6T等高速光 模組需求增加，矽光模組滲透率將提升，2026年矽光模組銷售額YoY成長110%，占整體光模 組市場約50%。
• 光模組速率提升是透過增加光通道或提高單通道速率來實現，以每通道200G為例，800G需4 個光通道，1.6T則增至8個，通道數增加所需的調變器、PD等元件數量也隨之增加，使耦合 及封裝複雜度提高，凸顯矽光模組的整合優勢

圖5、資料中心內的光模組市場規模預估

圖6、可插拔光模組技術演進

1G 10G 25G 40G 100G 400G 800G 1.6T

矽光PIC高度整合光元件並以半導體製程量產

• 矽光模組是指搭載矽光PIC的光模組，矽光PIC透過半導體製程，將調變器、波導等光學功能 整合於晶片，減少離散元件組裝及光學對準步驟，並有利於晶圓級量產。
• 2016年英特爾即推出矽光子光模組，惟早期高速傳輸需求有限，矽光PIC整合效益尚不顯著； 隨800G、1.6T以上高速光模組放量，通道數及光元件數量增加，矽光PIC整合優勢浮現。
• 現階段矽光模組仍沿用沿用OSFP、QSFP-DD既有可插拔光模組外型。
• 過去光通訊PIC多採III-V族材料，雷射與光元件可單晶整合，但市場規模較小且製程專用，多 以IDM方式生產；矽光PIC採CMOS相容製程，可導入成熟矽晶圓代工模式，實現規模量產與 降低成本，然無法與雷射整合。

圖7、傳統光模組與矽光子光模組架構比較

傳統光模組

光模組因元件數多，會先整合 成次模組(OSA)，如發射端的 TOSA或接收端的ROSA。

矽光子整合離散的光元件如PD 、調變器等；EIC包含驅動器 、TIA和DSP。

矽光PIC需求擴大，專業分工成形

• 矽光PIC晶圓代工目前以Tower半導體量產規模及客戶能見度最高；聯電亦積極切入，2025年 取得比利時半導體研究機構imec的12吋矽光子製程技術授權，2026年於新加坡12吋廠量產 1.6T PIC，預計2027年向更多客戶開放矽光代工平台。
• 除英特爾外，其餘具備矽光PIC設計能力業者並未單獨銷售PIC，而是將PIC與EIC、DSP整合 為光引擎(optical engine)後出售。
• 2023年英特爾出售光模組事業予Jabil，專注於提供整合雷射的矽光PIC。

表2、矽光子關鍵元件供應鏈

InP雷射供應鏈與供需趨勢

InP雷射上游供應鏈高度集中

圖8、InP雷射製程

InP基板生產

切割與測試

在InP基板長出III-V族 磊晶層

晶圓製程

LD Wafer

LD封裝

LD封裝後可應用於 光模組或外部雷射 (ELS)

表3、InP基板和磊晶設備主要設備商

• InP基板和磊晶設備的供應商集中度高， 短期需求快速增加時難以即時因應。
• InP過去為相對小眾的化合物半導體材料， 需求以骨幹網及海底電纜等長距高速光傳輸 應用，既有產能有限。
• 中國自2025年2月起要求InP基板出口須取 得許可，造成供應交期不穩定，下游客戶轉 向非中系供應商，加劇InP基板供應吃緊。

InP基板業者宣布擴產 供給能見度仍有限

• 三家InP基板業者皆宣布擴產，產能均呈倍數增長，惟未揭露既有產能，尚難推估未來InP基 板實際供給量。
• AXT分別獲Coherent及Lumentum預付約2,200萬及8,700萬美元，用於6吋InP基板擴產及產能 預留。

雷射供應鏈呈IDM與專業分工並存

• Lumentum、Cohernet、博通採IDM模式，具備從LD設計、磊晶、晶圓製程至雷射封裝能力， 並視產能與產品需求委外，如Coherent將部分LD封裝委由聯鈞生產。
• 磊晶製程方面，全新、聯亞採用MOCVD設備，英特磊以MBE為主，IQE同時具備MOCVD與 MBE量產能力。其中聯亞已切入國際龍頭光模組廠供應鏈，華星光與Marvell具合作關係。
• LD封裝包含CoS和To-Can等形式，聯鈞現階段以CoS為主，封裝後雷射可再與透鏡、光纖等 光學元件整合成TOSA；高功率CW雷射可用於矽光模組，或CPO/NPO的外部雷射光源。

表4、雷射供應商製程布局

CPO發展趨勢與導入挑戰

CPO於3.2T世代有望加速滲透

• 台積電表示CPO模組將於2026年下半年量產，惟依供應鏈資訊，初期出貨量仍低、市場規模 有限。市調機構預估，CPO光模組出貨量將自2027年起明顯成長，2030年達約6,000萬顆； 滲透率部分，將由2027年的11%提升至2028年的19%，2030年進一步達38%。
• 業界普遍認為，傳輸速率進入3.2T世代後，CPO在功耗與頻寬密度上的優勢將更為明顯。博 通也表示，CPO的光互聯耗電量較可插拔光模組減少70%。

圖10、CPO出貨量與滲透率預估

CPO推動光電共封裝，FAU成光耦合關鍵元件

• CPO為光電共封裝架構，將PIC與EIC 整合為光引擎(OE)，再與Switch ASIC共封裝於同一載 板，目標降低電訊號傳輸距離與功耗。
• 雷射仍放置於交換器機箱前面板，且維持可插拔，以方便更換。
• 目前台積電以COUPE平台整合PIC與EIC成光引擎，然提高光耦合效率、降低光進入PIC 的 損耗，成為CPO主要瓶頸之一，也使FAU 成為關鍵元件。

圖11、CPO主要元件

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FAU難以晶片化，攸關CPO光耦合效率與量產時程

• 目前台積電COUPE平台優先採用光柵(grating)耦合架構，FAU以黏膠固定於光學引擎上 方。光線平行射出，需以反射鏡導入PIC；COUPE端利用矽透鏡將光聚焦至光柵耦合器 ，也配置金屬反射鏡回收散射光，提升光耦合效率。
• 光耦合效率攸關光學元件設計與光纖精密對位。FAU除涉及光學設計外，光纖亦需精準 置入V-groove，並完成固定、端面研磨與對位封裝，工序繁雜而被視為CPO規模量產瓶 頸之一。
• FAU投入業者主要包括線材廠、傳統FAU業者及光學元件廠。例如，光聖旗下合聖推出 以Metalens搭配反射鏡的可拆卸式FAU；大立光則推出配置80顆微型鏡頭、整合反射鏡 與稜鏡功能的PMLA，並進一步布局多層堆疊光纖。線材廠方面，以波若威、佳必琪與 貿聯為代表；傳統FAU業者則以上銓為代表。

圖12、TSMC COUPE的FAU光耦合架構

FAU技術升級聚焦提升耦光效率與縮短對位時間

• FAU主要發展方向為可拆卸設計、多層光纖堆疊與被動對位。其中，可拆卸式方案以美、日 業者布局較積極，主要考量FAU或光纖生損壞可直接更換，避免拆除整組光學引擎，降低維 修難度及交換器損壞風險。
• 目前FAU多採主動對位，透過反覆微調位置並量測光功率，找出最佳耦合點後固定，雖可補 償製造與組裝誤差，但組裝時間長。被動對位仰賴高精度製程與定位結構，將精度要求前移 ，以簡化後段組裝並提升量產效率

圖13、FAU正發展可拆卸、多層堆疊及被動對準

Teramount雙層光纖設計使 光纖量從單層的32條增為 64條。

Teramount與高塔半導體合作開發Bump-ready wafer， 即在PIC晶圓階段預先製作光學耦合與對位結構。

日商Senko的可拆卸FAU

NPO持續演進成為Scale Up另一選擇

• NPO被視為CPO折衷方案，光引擎置於鄰近交換器ASIC，降低傳輸損耗且保留維修彈性。
• 華為認為NPO具備提供400G/lane的潛力，3.2T世代未必需全面導入CPO。
• 博通、Marvell、Coherent皆已展示或推出NPO方案，光源架構部分，Marvell主打無DSP、配 置CW雷射；博通展示VCSEL方案，Coherent同時推出VCSEL和CW方案，VCSEL功耗低， 晶片尺寸小，可高密度排列，並與光引擎整合封裝，然傳輸距離有限，適合Scale-up應用。
• 被視為Marvell合作業者的華星光，預期2027年下半開始量產1.6T NPO模組，2028年出貨量 體將較為顯著。

圖14、NPO與CPO技術路徑比較

光引擎鄰近ASIC擺放。

光引擎與ASIC置於同一載板，配置外部雷射。

XPO重塑可插拔模組挑戰CPO的Scale Out市場

• 美網通業者Arista於2026年成立XPO MSA，並展示首代支援200G/lane，頻寬12.8T的可插拔 XPO模組，後續將發展400G/lane、單模組頻寬25.6T，惟量產與規模商用時程尚未明朗。 XPO MSA成員橫跨CSP、ASIC、光元件與光模組供應鏈，包括微軟、Marvell、Coherent、 Lumentum及新易盛等。Arista為Ethernet交換器設備商，主導XPO規格與生態系發展。
• XPO主打Scale-out應用，強調單一XPO模組可取代8顆OSFP，在有限機箱空間內提高整體傳 輸頻寬。由於XPO採全新模組機構，交換器須配合重新設計供電、散熱及相關介面，目前規 格制定與系統平台仍以Arista為主；儘管XPO MSA讓CSP在光模組供應商選擇上更具彈性， 但在其他交換器業者尚未跟進前，導入XPO亦可能意味對Arista交換器平台的更高依賴。

圖15、XPO模組架構與應用示意

配置液冷板因應 高功耗散熱需求

XPO主打提高可插拔模組 頻寬至12.8T

Open CPX以標準化介面挑戰NVIDIA封閉式CPO架構

• 美系光傳輸設備商Ciena與Coherent，以及連接器業者Molex、Samtec推動Open CPX MSA， 透過標準介面讓讓光引擎可拆卸，獨立於ASIC，提高光引擎與ASIC的選擇彈性。
• Open CPX強調架構選擇彈性，CSP可依系統需求採用NPO或CPO，雷射可選外部雷射或整合 式雷射方案。
• Ciena已推出採Open CPX架構的光引擎Vesta，，並以16 顆6.4T光引擎打造總頻寬102.4T的系 統。Ciena於3Q26法說表示，Vesta樣品已售出，預計2027年開始貢獻營收、2028年放量。

圖16、Open CPX採可拆卸光引擎設計，提升供應商選擇彈性

OpenCPX成員可見到連接器廠商如 Molex 和Samtec。

各種光互聯架構重塑供應鏈價值分配

• CPO和NPO的供應鏈差異有限，皆由交換器ASIC或加速卡業者主導系統架構，光引擎、雷 射、FAU、連接器等供應鏈皆配合設計。若CPO滲透率提高，將壓縮傳統可插拔光模組需求 ，但具雷射組裝能力的業者仍可供應外部雷射
• CPO的光耦合效率需求提高，使FAU重要性提升。
• XPO藉提高模組頻寬，延續可插拔方案在高速傳輸的生命週期。
• Open CPX採用標準介面實現光引擎可拆卸，由於PCB板端需配置CPX連接器，使連接器重 要性提升。
• 不論採用何種光互連架構，隨AI資料中心傳輸頻寬與光路數持續增加，高密度佈線需求均將 提升，帶動fiber jumper、fiber harness及fiber shuffle需求，如光聖已切入Google資料中心光纖 連接供應鏈將明顯受惠。

表5、不同光互連架構受惠與承壓供應鏈比較

CPO長期具導入需求，惟時程仍具不確定性

• CPO在Scale-out面臨傳統可插拔光模組、XPO與NPO等架構競爭；相較下，台積電認為CPO 在Scale-up更能發揮高頻寬、低功耗與短距離互連優勢，朝Optical I/O發展。
• Scale-up 架構目前存在技術路線分歧-Narrow & Fast 與Wide & Slow；前者持續提高單通道 速率，以NVIDIA為代表，後者增加道數來擴充頻寬，微軟MOSAIC為較典型方案。
• 展望未來，儘管CPO導入時程受系統架構與成本效益影響，但隨運算規模持續擴大，銅互連 瓶頸將推動光引擎進一步靠近交換器ASIC或XPU，CPO長期導入趨勢不變。 再者，NVIDIA 亦透過NVLink Fusion持續擴大Fabric生態系，使採用客製XPU的業者仍可導入NVLink架構 ，擴大CPO潛在應用市場。

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謝謝指教 Q&A

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