定義
ELSFP(External Laser Source Front-panel Pluggable,外部雷射源可插拔模組) 是 CPO(共封裝光學)架構下,把雷射光源(LD)從運算晶片旁抽離、改置於系統前面板的可插拔光源模組。它在前面板產生穩定、極高強度的連續光(CW),再經保偏光纖(PM fiber)將光輸送至主機板深處的 CPO 光引擎,由共封裝的矽光子(SiPh)調變器進行調變。ELSFP 屬 ELS(External Laser Source,外部雷射光源)架構的具體實作形式,是 CPO 交換器 / AI 加速器光路的關鍵前段元件。
ELSFP 是 ELS 架構的「模組形態」;ELS 的雷射晶片(如 UHP CW DFB 雷射)原理見 技術_光通雷射元件,本頁聚焦模組與系統整合。
圖解
flowchart LR
subgraph FP[系統前面板(遠離熱源)]
A[ELSFP 模組<br/>UHP CW 雷射 + Dual-TEC]
end
subgraph MB[主機板(GPU/ASIC 旁,高溫)]
C[CPO 光引擎<br/>SiPh 調變器(被動光元件)]
D[GPU / ASIC]
end
A -->|保偏光纖 PM<br/>穩定 CW 高功率光| C
C --- D
C -->|已調變光訊號| E[光纖 → 交換 / 互連]
classDef hot fill:#ffc9c9
classDef cool fill:#a5d8ff
class A cool
class C,D hot
圖說:ELS 架構把最怕熱、最易損的雷射元件抽到前面板(ELSFP),只把被動的 SiPh 調變器共封裝在 GPU/ASIC 旁;ELSFP 經保偏光纖把穩定 CW 光送入 CPO 引擎調變。
技術原理
- 為何外置雷射:CPO 把光學引擎拉到運算晶片旁,但雷射二極體(LD)對高溫極敏感——高溫下發光效率下降、壽命縮短;若與發熱的 GPU 共封裝且 LD 損壞,可能導致整顆 GPU 報廢,維修成本過高。故將雷射源抽出、置於前面板,形成可插拔、可單獨更換維護的 ELSFP。
- 光路與耗損:光從前面板傳至主機板 CPO 引擎會經歷多次耦合與分光耗損,因此 ELS 必須提供遠高於一般可插拔光模組的光功率,且需極窄線寬與高光譜純度,確保注入 SiPh 引擎前的訊號品質。
- 熱穩定為關鍵:模組內建熱電冷卻(TEC)穩定雷射波長與輸出;系統端散熱(如液冷)對維持 ELS 雷射輸出穩定亦重要(緯穎以 6kW 雙面液冷方案特別強調穩定 ELS 雷射輸出)。
關鍵參數 / 判斷指標
以 Lumentum ELSFP-350 為代表規格(CPO 用超高功率 UHP 雷射模組):
| 指標 | 內容 | 觀察重點 |
|---|---|---|
| 雷射型態 | UHP 1311 nm CW(DFB 形式) | CW 連續光、非調變 |
| 輸出光功率 | 50°C 環境下達 +24 dBm(約 250 mW) | 需克服前面板→引擎多重耦合/分光耗損 |
| 熱管理 | 內建 雙重熱電冷卻(Dual-TEC) | 維持波長 / 輸出穩定 |
| 線寬 / 光譜 | 超窄線寬、高光譜純度 | 注入 SiPh 引擎前的訊號品質 |
| 封裝形態 | 前面板可插拔模組(field-replaceable) | 可單獨更換、維護性 |
技術瓶頸 / 風險
- 高功率 + 高可靠度:UHP 雷射晶片產能與良率、長期可靠度(ELS / ELSFP 可靠性測試與量產導入是觀察點)。
- 耦合 / 分光耗損:前面板到 CPO 引擎的光功率預算(power budget)緊張,需高功率雷射 + 低損耗光路。
- 保偏光纖與連接:PM 光纖佈線、連接器耦合對準與插損。
- 標準與量產節奏:綁定 Broadcom / NVIDIA CPO 平台量產時程(51.2T / 102.4T 等),平台延後即影響放量。
關鍵廠商
| 環節 | 廠商 | 角色 |
|---|---|---|
| UHP 雷射晶片 / ELSFP 模組 | Lumentum | ELSFP-350、UHP CW 雷射核心供應商(國外,未建頁) |
| CPO 光學引擎 | Ayar Labs | 光引擎 + ELSFP 整合(與緯穎合作,未建頁) |
| 光學封裝 / 外置雷射光源(台股映射) | 4977_眾達-KY(市) | CPO / ELSFP 光學封裝、外置雷射光源;對應 Broadcom Tomahawk / Bailly CPO 生態 |
| EMS 垂直整合 | 2317_鴻海(市) | Computex 2026 展示 ELSFP(CPO 交換器外部光源)+ 1.6T 光模組,自製率提升 |
| 機架整合 | 6669_緯穎(市) | Ayar Labs 光引擎 + ELSFP 整合進機架;6kW 液冷穩定 ELS 雷射輸出 |
| 光被動周邊 | 3163_波若威(櫃) | WDCM / FBG 等 CPO 光通訊被動元件夥伴 |
投資觀察點
- ELS 是 CPO/NPO 零組件 TAM 中的最大單一品類:SemiAnalysis(2026-07-13)估 2030 年 CPO+NPO 關鍵零組件 TAM US$31.5B 中,ELS 約 $14.2B(>FAU $8.6B、OE $8.1B);且 NPO 與 CPO 都採 remote laser source 架構,ELS 需求路線中立——即使 CPO 延後、NPO 先行,ELS 照樣放量。七方案比較表中 ELSFP 各方案皆維持第三方開放供應。來源:報告_SemiAnalysis_NPO光互連接棒_20260713
- 早期可靠性痛點在雷射驅動 SMT:Meta OFC 2026 數據顯示 CPO Phase 1 的 MTBF 拖累項即 ELSFP 雷射驅動電路 SMT 元件(排除後 MTBF 1.47M → 8.2M device hours,>10X);ELSFP 可現場更換的特性使其成為 CPO/NPO 系統中「可修的那一半」。來源:同上
- Broadcom / NVIDIA CPO 量產節奏:CPO 交換器與 AI 加速器導入時程決定 ELSFP 放量。
- UHP 雷射供給:Lumentum UHP 雷射晶片擴產進度、第二來源出現與否。
- 台股映射可靠度:眾達-KY 為台股較直接的光學封裝 / 外置雷射光源映射,但須區分「市場點名」與「官方認證」;鴻海自製率、緯穎機架整合進度。
- 銅 vs 光的取捨:CPO(含 ELSFP)導入受「銅互連能撐多久」影響(NVIDIA 傾向銅線優先、CPO 必要時才上),短期節奏需追蹤。
相關技術
- 技術_CPO:ELSFP 所屬的共封裝光學系統母頁
- 技術_光通雷射元件:ELS / UHP / CW / EML 等雷射元件原理母頁
- 技術_SiPh:CPO 引擎的調變器材料平台
- 技術_FAU:光纖陣列與 CPO 光纖耦合封裝
來源
- 報告_SemiAnalysis_NPO光互連接棒_20260713 — SemiAnalysis,2026-07-13(ELS TAM 2030 ~$14.2B 最大品類、路線中立、Meta ELSFP SMT 可靠性數據、OCI-MSA 12.8T ELSFP 8 波長規格)
- 活動_Lumentum_LITE_Q3電話會議memo_20260509 — ELS / ELSFP 架構原理、ELSFP-350 規格(1311nm CW、Dual-TEC、+24 dBm@50°C、UHP 雷射)
- 技術_CPO、2317_鴻海(市)、6669_緯穎(市)、4977_眾達-KY(市) — Computex 2026 ELSFP 展示與台股映射