光通信核心赛道:NPO产业链全解析

2026-04-22 22:20:459

全球算力持续爆发增长,互联架构正朝着高速率和全光化的方向加速升级。

传统光模块功耗与带宽触顶,速率从800G升至3.2T,倒逼技术加速迭代。

当前光互联演进路径逐步拓展至硅光技术,以及LPO、NPO、CPO等多种创新形态。

未来在向多形态技术发展背景下,光通信有望逐步从“光电分离”走向“光电融合”,更好地实现光和电的高效协同,提高系统整体性能。

01

什么是NPO技术?


NPO(近封装光学)是一种2.5D近封装光学架构。

该结构将光引擎与主控芯片(如Switch ASIC)通过高密度互连方式实现紧密耦合,光引擎包含光子集成电路(PIC)、电控单元(EIC)以及引擎基板,整体通过FAU接口与外部光纤连接。

NPO图示:


NPO技术是CPO关键过渡方案

作为2026年产业的重要技术变量,NPO是连接可插拔光模块与CPO(共封装光学)的关键过渡方案。

CPO光引擎与交换芯片共封装在同一个基板内,大幅缩短电信号传输路径将光器件与ASIC共封于同一基板,实现超短互联和最高能效,潜力最大但技术复杂升级困难,同时也代表了目前最高集成度。


相比激进的CPO技术,NPO技术是一种更务实,以及风险更低的路径。

NPO是CPO终极方案落地之前的现实解法:


综合考量:NPO虽然功耗和时延逊于CPO,但成熟度高、成本低、可扩展性强,因此是当前重要演进路径。芯片公司或CSP选技术路线时,会综合考量可行性、接受度、供应链及放量能力。

技术对比:NPO更近规模化,CPO尚处初期。工艺与集成上,NPO的EIC采用7nm/12nm工艺及2D并排集成,成本低、良率高;光源方案更灵活;量产节奏上,NPO制造工艺与传统光模块兼容,供应链成熟,OIF已发布3.2T NPO标准,支持多供应商互操作,已站在规模应用前列。

应用趋势:NPO方案维护灵活,满足机柜内带宽、散热和功耗要求,供应链成熟可大规模放量,正成巨头机柜核心方案。鉴于机柜内带宽增量大,NPO或于2027年及以后为行业带来新增长,有望为相关配套产业链带来全新增量。预计海外客户以6.4T方案为主,国内以3.2T为主。

据LightCountingt预测,CPO市场2030年有望达100-150亿美元,NPO将更快进入规模化商用,XPO以4倍带宽密度打开新空间。这些新架构不仅扩展了光模块的应用场景,更让光互联从“机架间”渗透到“柜内”甚至是“芯片间”,市场规模呈数量级放大。


02
NPO产业链

NPO近封装光学产业链包括上游核心元器件与材料、中游封装与模块制造、下游系统集成与应用三大环节。

上游价值占比约60%,技术壁垒最高,聚焦核心元器件和材料,涵盖光芯片、电芯片、光学组件、封装材料等。

中游以封装测试与模块制造为核心,先进封装技术及光引擎封装环节由台积电、日月光、长电科技等主导,光模块领域则形成中际旭创新易盛华工科技等企业主导的全球竞争格局。

下游为需求驱动的算力应用场景,包括云厂商(英伟达、微软、阿里、腾讯)、超算/智算中心及交换机/服务器厂商,其中NPO光模块已规模化应用于AI服务器柜内Scale-up互联,成为1.6T/3.2T算力集群标配方案。

整体价值量呈现“上游高壁垒、中游强集成、下游高需求”的格局。

NPO产业链核心环节价值量占比较大的环节包括ASIC及PIC居首,其次为EIC、无源器件、PCB、CW激光器等。

NPO近封装光学产业链:


03
光引擎

光引擎集成光芯片+光学组件+电路,是NPO核心功能单元,负责实现光信号与电信号之间的高效转换。

NPO技术通过将光引擎部署在交换芯片附近,大幅缩短了电信号路径,从而在带宽密度、系统功耗和可维护性之间实现有效平衡。

此外,光引擎支持高带宽密度,如3.2T NPO光引擎采用32×100G架构,实现3.2Tbit/s的传输速率。

NPO光引擎通常包含:光子集成电路(PIC)、电控单元(EIC)以及引擎基板。


光子集成电路(PIC)

PCB是光引擎的核心部分,负责实现光信号的收发、调制和解调等功能。

光通信从小行业变成大行业的必经之路就是硅光,而且核心就是PIC硅光芯片。

PIC通常采用硅光技术,主要分为硅基和磷化铟(InP)基两大路线。

硅基PIC:凭借与成熟CMOS工艺的高度兼容性,在量产成本和集成度方面具有显著优势,已成为数据中心短距离应用的主流选择。以Intel和旭创等为代表,凭借量产成本和集成度优势占据数据中心短距离应用市场。


磷化铟InP基PIC:因其直接带隙特性,在高速光互连和长距离通信领域占据重要地位。光模块、CPO、NPO等新兴技术均依赖磷化铟材料。

全球90%高端磷化铟衬底产能集中于日本住友、美国AXT和JX金属等企业。国内厂商云南锗业通过控股子公司云南鑫耀半导体实现6英寸磷化铟衬底量产,打破日美垄断。三安光电依托化合物半导体领域技术积累深化磷化铟研发;海特高新参股公司华芯科技产品覆盖光通信器件全链条;有研新材已实现6英寸衬底量产,形成多技术路线协同格局。


磷化铟InP基PIC相关布局厂商中,光迅科技全球首发3.2T硅光单模NPO模块,具备“光芯片-器件-模块-子系统”全栈自研能力;仕佳光子等加速国产替代。

在PIC设计环节中,全球市场高度分散,美国厂商规模占优。国内中际旭创新易盛华工科技天孚通信、可川光子、羲禾科技、赛丽科技、孛璞半导体、熹联光芯、赛勒等众多厂商均有所布局。例如,旭创通过自主PIC设计能力,定义光路架构、主导工艺路线,从而掌握产业链的话语权与高附加值环节。立讯精密在今年1月举行的“SPC超节点大会”上,集中展示了核心NPO产品族,包括3.2TNPO光引擎、NPO插座以及ELSFP模块。

从发展趋势来看,硅基与InP基PIC技术有望融合互补发展。数据中心带宽需求增长,PIC将向更高速率如3.2T、6.4T、更高集成度演进,协同先进封装有望推动光互联渗透开拓更大规模市场。

NPO图示:


电控单元(EIC)

EIC负责处理电信号,为PIC提供必要的驱动和控制信号。

在NPO光引擎中,EIC通常采用纯模拟线性直驱技术,以降低功耗并提高信号传输效率。

海外主要厂商中,Marvell和博通等提供高性能的EIC芯片解决方案。

国内相关厂商中,优迅股份、中晟微、旭创、华工科技、玏芯科技、SMTC、MTSI等均有所布局。

例如,优迅产品覆盖了从155Mbps到800Gbps的全速率层级,并前瞻性地布局了400Gbps、800Gbps速率产品。中晟微专注于400G、800G、1.6T及以上高速光模块核心电芯片的研发设计,涵盖TIA、Driver等高速电芯片。旭创自研EIC芯片与PIC芯片倒装集成于mSAP基板上,华工科技采用线性直驱技术,省去传统依赖先进制程的DSP芯片。玏芯科技的EIC产品主要应用于需要高精度时钟数据恢复的场景,如高速光通信、数据中心等领域。


引擎基板

引擎基板是光引擎的物理支撑结构,提供了PIC和EIC之间的电气连接,并确保光引擎能够稳定地部署在交换芯片附近。

NPO引擎基板:国内厂商已形成完整的产业链布局。生益科技通过海外数据中心M9级覆铜板认证;深南电路、胜宏科技等在高端PCB和封装基板领域具有深厚积累。兴森科技沪电股份等为NPO光引擎提供稳定的基板支持。此外,鼎通科技在NPO引擎基板领域主要聚焦于液冷散热技术和高速连接器,意华股份等厂商在NPO引擎基板领域主要聚焦于高速连接器和CPO光引擎。华正新材迅捷兴等为NPO技术的商业化应用提供保障。

玻璃基板:当前传统有机基板在传输速率、集成密度及可靠性方面正逼近物理极限,玻璃基板凭借其低热膨胀系数、卓越的尺寸稳定性和光学透明性,正成为下一代NPO/CPO子基板的战略性材料选择。国内如蓝思科技京东方等企业已在玻璃基板领域展开布局。

整体来看,NPO在Scale-up场景对传统电互联的替代,推动光引擎市场规模从2025年10亿元级增长至2027年百亿元级。

CW激光器

CW(连续波激光器)激光器是NPO(近封装光学)外置光源的核心器件,为硅光模块提供稳定、连续的激光载波信号。

其技术逻辑确定性强,无论光互联技术如何演进(如CPO共封装光学或NPO),CW激光器始终是外置可插拔光源中最关键的组件,直接影响光模块的性能与成本。

光源未来有望集成在硅光芯片中:


引擎基板

引擎基板是光引擎的物理支撑结构,提供了PIC和EIC之间的电气连接,并确保光引擎能够稳定地部署在交换芯片附近。

NPO引擎基板:国内厂商已形成完整的产业链布局。生益科技通过海外数据中心M9级覆铜板认证;深南电路、胜宏科技等在高端PCB和封装基板领域具有深厚积累。兴森科技沪电股份等为NPO光引擎提供稳定的基板支持。此外,鼎通科技在NPO引擎基板领域主要聚焦于液冷散热技术和高速连接器,意华股份等厂商在NPO引擎基板领域主要聚焦于高速连接器和CPO光引擎。华正新材迅捷兴等为NPO技术的商业化应用提供保障。

玻璃基板:当前传统有机基板在传输速率、集成密度及可靠性方面正逼近物理极限,玻璃基板凭借其低热膨胀系数、卓越的尺寸稳定性和光学透明性,正成为下一代NPO/CPO子基板的战略性材料选择。国内如蓝思科技京东方等企业已在玻璃基板领域展开布局。

整体来看,NPO在Scale-up场景对传统电互联的替代,推动光引擎市场规模从2025年10亿元级增长至2027年百亿元级。

CW激光器

CW(连续波激光器)激光器是NPO(近封装光学)外置光源的核心器件,为硅光模块提供稳定、连续的激光载波信号。

其技术逻辑确定性强,无论光互联技术如何演进(如CPO共封装光学或NPO),CW激光器始终是外置可插拔光源中最关键的组件,直接影响光模块的性能与成本。

光源未来有望集成在硅光芯片中:


保偏光纤:保持光信号偏振态稳定,解决硅光波导对偏振敏感导致的耦合损耗问题,尤其适用于外置光源的CPO/NPO方案。提供高性能保偏光纤,支持800G/1.6T光模块需求,产品覆盖数据中心长距互联场景。烽火通信拥有完整产业链。光纤及连接器产品广泛应用于数据中心、电信网络等领域,为NPO技术提供支持。

光纤阵列单元(FAU):实现光引擎与多芯光纤的高密度对准,支持并行光信号传输。应用于NPO光引擎与交换芯片的短距互联、CPO交换机内部布线。天孚通信CPO中多通道FAU、ELS等技术领先,支持NPO光引擎与交换芯片的微米级对准。光库科技子公司加华微捷重点突破了 FAU 在 CPO 中的精密耦合等技术。

MPO连接器:高密度多芯光纤连接,支持快速插拔与盲插,简化布线复杂度。太辰光作为MTP/MPO连接器领先厂商,提供光纤重排器件,解决CPO交换机内部高密度布线难题。佳光子作为国内AW,G芯片龙头,拓展MPO业务,通过子公司福可喜玛生产MPO、MT插芯,支持高密度互联需求。

整体来看,NPO(近封装光学)正在成为光互联核心发展技术路径,其突破了传统可插拔模块的“密度墙”),完美匹配下一代ASIC的Radix需求,成为AI算力集群Scale-Up互联的关键技术。

产业生态上,中国厂商已形成显著优势,头部厂商占据全球NPO光模块核心份额,在硅光引擎及系统集成领域领先。未来,NPO将与CPO长期共存,前者作为务实过渡方案主导Scale-Up场景,后者作为终极方案逐步渗透纵向扩展网络,共同推动光互联向“高速化、硅光化、共封装”方向演进,为AI算力时代提供核心基础设施支撑。

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