玻璃桥:一片玻璃终结光纤阵列?拆解康宁GlassBridge的技术野心

2026-06-26 08:56:5735

2026年6月24日,康宁在首尔AI数据中心光通信与互连技术大会上正式发布玻璃光学互连组件GlassBridge(玻璃桥)。该产品采用晶圆级离子交换波导技术,在超薄玻璃内部形成光学通路,实现光子集成电路与光纤的直接耦合,旨在替代传统FAU光纤阵列方案。

GlassBridge的发布意味着CPO光互连从"组装密集型"向"集成一体化"的范式加速迁移。首款产品支持光子芯片核心间距30微米及以上,目标耦合损耗低于2dB,最高24通道高密度光I/O接口。康宁同步展示了将玻璃基板与光互连结合的下一代CPO架构,以TGV玻璃通孔为核心工艺,直接对接玻璃基板半导体封装赛道。

2026年被普遍视为CPO商业化元年与玻璃基板量产元年。全球CPO市场规模预计从2025年约1亿美元跃升至2030年的390亿美元以上(TrendForce数据)。康宁GlassBridge作为CPO光互连的核心中间件,正步入技术红利的早期释放窗口。

本报告系统性拆解GlassBridge技术原理、与传统CPO方案对比、产业链生态、国产供应链布局及潜在投资机会。


一、技术背景:CPO光互连的"尺寸鸿沟"

1.1 CPO为何成为AI算力的必然选择

AI大模型训练集群对互联带宽的需求呈指数增长。传统可插拔光模块方案面临三大物理极限:

功耗墙:单只30W可插拔光模块规模扩展至十万卡集群时,总功耗可达数百兆瓦。实验表明CPO可替代30W可插拔模块为9W链路,功耗降低70%。
信号完整性衰减:高速SerDes长距离PCB走线带来严重插入损耗,需昂贵均衡与重定时器补偿。CPO将电信号路径压缩至毫米级。
密度瓶颈:可插拔模块前端面板空间有限,无法满足102.4Tbps+交换机对端口密度的需求。3D封装硅光芯片单颗可实现6.4Tb/s传输速率。

CPO将光引擎与交换芯片/加速器集成于同一封装,是业界公认突破上述瓶颈的主流技术路径。英伟达Spectrum-X CPO交换机于2026年正式量产,谷歌、Meta、微软、亚马逊等头部云厂商已启动小规模试点部署。

1.2 光子芯片与光纤之间的"尺寸鸿沟"

在CPO架构中,光子集成电路是实现光电转换的核心载体。片上光波导宽度通常仅为数百纳米,而单模光纤纤芯宽度达数微米(约9μm),两者物理尺寸差异在数十倍以上。直接对接的模场失配使耦合效率急剧下降,需借助中间过渡结构完成模场变换与光路耦合。GlassBridge正是基于这一工程难题提出的系统性方案。

二、GlassBridge技术深度解析2.1 核心原理

GlassBridge是康宁专为CPO/NPO共封装光学开发的晶圆级玻璃基光纤-硅光芯片耦合连接器。其核心技术路线为:

离子交换波导工艺:在特种玻璃内部通过离子交换工艺埋入低损耗渐变光波导,实现模场尺寸从光纤直径(数μm)到芯片波导(数百nm)的渐近变换。
被动对准结构:配合微机械定位特征,免去传统方案中耗时且昂贵的主动光学对准流程。
可拆卸TMT接口:支持可拆卸光纤线束连接,兼顾可维护性与高密度。
2.2 关键技术参数
技术指标
参数
通道密度
最高24通道
光子芯片间距
≥30μm
目标耦合损耗
<2dB(部分资料显示<1.5dB)
对准方式
被动对准,免有源对准
波导工艺
离子交换渐变波导
封装兼容性
支持TGV玻璃通孔基板
接口形式
可拆卸TMT连接器
2.3 GlassBridge三大核心构成
光通路:玻璃内部离子交换渐变波导,完成模场转换与低损耗光信号传输。
埋入式波导:在玻璃体内而非表面制备波导,增强抗氧化、抗机械损伤能力,长期可靠性优于传统聚合物波导。
TGV玻璃通孔:与含玻璃通孔的基板整合,实现光电混合集成,支撑先进3D封装。
2.4 技术优势总结
结构紧凑:以单片玻璃器件替代传统FAU光纤阵列+连接器组合,显著减少占板面积。
装配简化:被动对准替代主动对准,适配规模化制造流程,有望降低耦合环节成本30%-50%。
路径缩短:光路从"芯片→光引擎→FAU→光纤"缩短为"芯片→GlassBridge→光纤",减少中间环节误差累积。
高密度I/O:24通道并行,面向下一代102.4T/204.8T交换芯片的光I/O密度需求。
基板融合:与TGV玻璃基板天然兼容,支持光互连与电互连在同一玻璃基板上实现。
三、传统CPO vs GlassBridge CPO 架构对比3.1 传统CPO(FAU/光纤阵列方案)

信号链路:ASIC → PIC → 光引擎 → FAU光纤阵列 → 光纤

特征与局限

维度
表现
组件数量
较多,需独立光引擎、FAU、连接器等多个部件
体积
较大,通道密度受限
光路长度
路径长、环节多,误差逐级累积
对准精度
需主动光学对准,设备昂贵、工时冗长
装配复杂度
高,各部件独立装配后需精密对位
现有地位
当前主流方案
3.2 GlassBridge CPO

信号链路:ASIC → PIC → 玻璃桥(玻璃波导)→ 光纤

特征与优势

维度
表现
组件数量
少,单一玻璃器件完成耦合+阵列功能
体积
紧凑,高密度光I/O
光路长度
短,环节少,误差更小
对准精度
被动对准,无需昂贵主动对准设备
装配复杂度
低,适配规模化制造
目标定位
下一代CPO与玻璃芯封装
3.3 架构演进逻辑

传统FAU方案本质是"以加工精度换对准精度",依赖精密研磨抛光光纤阵列端面来保证低损耗。GlassBridge则转向"以材料内建波导替代体外对接",将模场变换功能内化到玻璃基板中。这一范式迁移在以下维度具备明确的改进空间:

耦合损耗从典型的2-3dB降低至2dB以下
单通道对准时间从分钟级压缩至秒级
通道密度提升3-5倍
四、产业链生态与竞争格局4.1 康宁战略布局

康宁在GlassBridge领域的布局呈现"三线并进"格局:

产品线:GlassBridge光互连组件,直接替代FAU
平台线:玻璃基板+TGV+光波导一体化CPO架构
生态线:与格芯合作研发AI数据中心光互连技术,与京东方签署三年合作备忘录
4.2 全球竞争格局

玻璃基板原片层面:康宁、旭硝子、肖特三巨头垄断,长期掌握高端特种玻璃配方与量产工艺。

TGV加工层面:英特尔(100:1深宽比)、三星电机(2026年量产计划)、Absolics(获美国CHIPS法案资助)。

中国厂商:已形成从原片到加工到应用的全链条布局,在本报告第五章详细分析。

4.3 CPO产业链格局

全球CPO市场竞争呈现"中美双极"格局:

硅光代工:Tower Semiconductor产能已锁定至2028年
设备端:英伟达Spectrum-X CPO交换机2026年量产,下一代Rubin/Kyber架构将标配CPO互联
光模块:中国厂商占全球光模块市场70%以上份额,中际旭创新易盛天孚通信构成第一梯队
五、国产供应链深度拆解5.1 天津普林 —— GlassBridge国产供应链核心加工环节

公司定位:与TCL华星联合研发玻璃芯基板,攻克玻璃基板电镀、防碎裂等关键制程。

关键进展

2024年12月,与TCL华星联合研发的玻璃芯基板在TCL全球技术创新大会首次展出,产品为具有高密度通孔的玻璃基板芯基板
2026年一季度业绩爆发,营收同比增长42.39%,归母净利润增长2187%
珠海基地A线已投产、B线在建,支撑AI服务器、光模块等高附加值PCB需求

竞争壁垒:依托TCL华星十余年显示玻璃精密加工(大面积成膜、微米级光刻刻蚀)的技术积淀,玻璃基封装所需TGV、高密度布线、翘曲控制等关键工艺与显示面板制造高度同源。

与GlassBridge的关联:康宁高层已到访TCL华星研讨半导体光互连玻璃基板技术,天津普林作为TCL科技体系内精密PCB制造核心,有望承接GlassBridge配套玻璃芯基板加工订单。

5.2 戈碧迦 —— 半导体封装玻璃原片与载板龙头

公司定位:北交所上市,国内玻璃载板领域技术突破最显著的企业。

关键进展

半导体封装用玻璃载板已实现量产,主要客户为通富微电长电科技等国内头部封测厂
玻璃基板原片已向国内多家半导体厂商送样验证
TGV玻璃基板累计获1.26亿元订单
2026年6月24日(康宁GlassBridge发布当日),股价大涨25.16%至140.8元创历史新高
入股熠铎科技(苏州),布局高精度高强度玻璃载板与TGV基板

竞争壁垒:实现从原材料配方、熔炼工艺到量产能力全环节自主可控,技术指标对标康宁、肖特等国际巨头。

与GlassBridge的关联:作为国内少数可批量供应半导体级玻璃原片的企业,戈碧迦在GlassBridge所需特种玻璃基材环节具备本土替代能力。

5.3 沃格光电 —— TGV加工技术领跑者

公司定位:国内FPD光电玻璃精加工龙头,建成全球首条玻璃基TGV多层线路板生产线。

关键进展

TGV最小孔径3μm、深宽比150:1,技术指标全球领先
武汉10万平方米TGV产线已落地,产品向头部光模块厂商送样验证
1.6T光模块/CPO玻璃基载板已进入小批量送样阶段
长期采用康宁特种玻璃原片联合开发CPO玻璃基耦合基板
2025年全年营收24-27亿元,六年CAGR超30%
子公司湖北通格微专注玻璃基TGV技术在泛半导体封装领域的应用

与GlassBridge的关联沃格光电是康宁在国内最密切的TGV精加工合作伙伴。康宁供应特种玻璃原片,沃格光电完成TGV微孔加工与金属化填充,耦合基板直接供应GlassBridge生态。1.6T CPO玻璃基载板的送样验证是国产TGV从实验室走向产线的重要里程碑。

5.4 TCL科技 —— 玻璃基板精密加工平台

公司定位:旗下TCL华星具备高世代精密玻璃加工积淀,全球半导体显示龙头。

关键进展

康宁高层到访TCL华星研讨半导体光互连玻璃基板技术
天津普林协同开发玻璃通孔基板,工艺适配康宁GlassBridge光耦合载体
同步布局TGV基材

与GlassBridge的关联TCL科技体系(TCL华星+天津普林)构成GlassBridge国产供应链中"原片验证→精密加工→封装基板"的一体化能力。康宁选择TCL华星作为技术研讨对象,侧面验证其在高世代精密玻璃加工领域的不可替代性。

5.5 京东方A —— 康宁在中国的唯一深度产业化合作平台

公司定位:依托自有UTG超薄玻璃、晶圆级精密加工产线,承接玻璃桥基材、光波导半成品量产。

关键进展

2026年5月20日,与康宁签署为期三年的合作备忘录
合作覆盖四大领域:玻璃基封装载板、可折叠玻璃、钙钛矿玻璃基板、光互连相关应用
配套试验线已建成送样,国内唯一深度参与康宁玻璃桥产业化落地的平台型企业
公司与康宁合作已超过20年,供应链信任关系深厚
公司公告提示:光互连等业务尚未实现量产营收,存在重大不确定性

与GlassBridge的关联京东方是康宁在中国最全面、最深度的产业化合作伙伴。京东方在UTG超薄玻璃加工、大面积精密制造方面的能力与GlassBridge对玻璃基材加工的需求高度吻合。消息公布当日,玻璃基板概念板块集体高开涨停,市场对此给予了极高预期。

六、市场规模与时间节奏6.1 CPO市场规模
时间节点
全球CPO市场规模
关键事件
2025年
~1亿美元(TrendForce预估)
技术验证期
2026年
15-20亿美元
英伟达Spectrum-X CPO量产;头部云厂商试点部署
2027年
40-50亿美元
产能爬坡,渗透率升至7%-10%
2030年
390亿美元以上
CPO/NPO全面爆发,渗透率超25%


6.2 玻璃基板市场规模
2025年:全球玻璃基板+TGV市场约10亿美元
2026年:70-80亿美元(商业化元年)
2030年:突破千亿美元
年复合增速:超40%
6.3 光子封装市场规模
当前:年产值约45亿美元(几乎全部为可插拔收发器)
2031年(预测):144亿美元
CPO驱动:从几乎零起步飙升至约50亿美元
6.4 产业时间节奏矩阵
阶段
时间
CPO状态
玻璃基板状态
GlassBridge角色
验证期
2025-2026
小批量验证
中试→量产验证
技术发布,生态构建
爬坡期
2027
批量导入
早期量产
头部客户定点导入
爆发期
2028-2029
全面爆发
加速渗透
方案标准化、规模化
成熟期
2030+
主流方案
千亿美元市场
关键零部件常态化
七、技术挑战与风险分析7.1 技术层面
波导损耗控制:离子交换波导在批量生产中实现一致性<2dB仍有挑战,良率爬坡需要时间
TGV填充工艺:高深宽比(150:1)通孔的金属化填充是良率瓶颈,当前占封装成本约30%
热管理:玻璃导热系数低于硅,高功率密度场景下的散热方案需额外设计
可靠性验证:玻璃波导的长期湿热老化、温度循环等可靠性数据积累不足
7.2 产业化层面
量产时间不确定:GlassBridge首款产品仍处于合作伙伴共同开发阶段,大规模量产时间表尚未明确
生态成熟度:CPO产业链整体处于早期,GlassBridge的推广依赖于CPO渗透率的提升
国产替代节奏:国内配套企业在TGV量产、玻璃原片品质方面与国际巨头仍有差距,量产进度存在不及预期风险(如沃格光电曾公告TGV产品尚未形成营业收入)
7.3 竞争风险
替代方案:硅光芯片端的模场变换(如边缘耦合器、光栅耦合器)不断发展,可能压缩独立GlassBridge器件的市场空间
垂直整合:英伟达等系统厂商可能自研光互连方案,减少对外部连接器供应商的依赖
FAU迭代:传统FAU方案通过技术改良(如3D波导写入、高分子材料替代)可能维持一定市场份额
八、图表

8.1 GlassBridge技术架构总览



8.3 GlassBridge产业链全景图



8.5 GlassBridge国产供应链关键企业定位矩阵


九、结论与展望
9.1 总体判断

GlassBridge推动了CPO光互连从"可插拔时代"向"玻璃基集成时代"的转向。康宁依托特种玻璃领域百年的材料技术积累,以单片玻璃器件系统性地解决了光纤-芯片耦合这一行业长期痛点。产品逻辑清晰、市场定位精准。

9.2 三重驱动因素
需求端:AI大模型训练的互联带宽需求持续指数增长,CPO从可选项变为必选项
技术端:GlassBridge将模场变换内化到玻璃基板,突破了传统FAU方案的体积和密度天花板
产业端:国产供应链(原片→TGV加工→玻璃芯基板→产业化平台)已初步成型,具备跟随康宁同步放量的基础
9.3 短期看点(2026-2027)
康宁GlassBridge首批客户定点及量产时间表公布
沃格光电1.6T CPO玻璃基载板完成验证进入量产
京东方与康宁合作备忘录转换为具体产品合同
天津普林玻璃芯基板实现首次商业化出货
9.4 长期展望(2028-2030)

随着CPO渗透率从3%逐步提升至25%以上,GlassBridge有望成为CPO光互连的标准配置方案之一。届时,掌握玻璃原片配方、TGV高精度加工、玻璃基板RDL布线等核心能力的国产企业将进入业绩兑现期。

风险提示

量产进度不及预期:GlassBridge尚处于合作伙伴验证阶段,大规模量产时间表存在不确定性,国内配套企业TGV量产进度可能低于预期
技术路线迭代风险:硅光芯片端边缘耦合器等替代方案发展迅速,可能压缩独立玻璃桥器件的需求空间
竞争格局恶化:英特尔、三星等巨头加速推进自有玻璃基板方案,可能形成封闭生态,制约第三方连接器供应商的市场拓展
CPO渗透率不达预期:若CPO商业化进展慢于预期,将直接影响GlassBridge的市场导入节奏
估值与业绩脱节:当前A股玻璃基板概念股部分标的已大幅上涨,而相关业务多数尚未形成实质性营收,存在概念炒作后回调风险

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