前言
AI算力流量持续爆发,传统光互连与封装技术的功耗、带宽瓶颈日益凸显,行业正式迎来封装技术的迭代拐点。近期英特尔与友达光电的深度战略合作落地,叠加玻璃基板、TGV、RDL技术的成熟,标志着半导体封装正式从传统电学封装,迈入光电异构集成封装的全新时代,CPO商业化进程全面提速。

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PART
英特尔+友达联手,重构先进封装逻辑
行业范式切换
英特尔最新获批的美国专利「IC Package with Micro LEDs」,解锁了新一代玻璃基光电封装技术路径。其核心创新在于,将半导体芯片部分嵌入玻璃基板,依托玻璃通孔(TGV)工艺,实现Micro LED与封装基板的高效电气互连,无需额外外接器件,即可完成片上发光、定制化光效调控与原位光电性能测试,实现封装级光电一体化集成。
依托这项前沿专利技术,英特尔与友达光电达成深度绑定合作。友达已正式启动TGV通孔、重布线层(RDL)、CPO相关产线投资与试产布局,凭借近30年玻璃精密制程积累,补齐逻辑晶圆厂稀缺的玻璃穿孔、精密成型、表面加工核心能力。
此次合作具备极强的行业战略意义:一方面,英特尔依托自研EMIB先进封装,正面对标台积电产能紧张的CoWoS平台;另一方面,玻璃基板材质自带高平整度、耐高温、低热膨胀、低信号损耗四大核心优势,完美适配高速光电集成场景,两大巨头强强联合,彻底推动半导体封装完成从纯电学封装到光电异构封装的根本性跃迁。
02
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彻底打破传统光互连物理瓶颈
CPO技术迭代
传统可插拔光模块的固有局限
长期以来,数据中心设备互连高度依赖可插拔光模块。传统架构下,交换ASIC芯片与面板光模块之间,需要通过PCB铜质走线传输电信号,传输距离普遍超过100毫米。
随着单通道传输速率持续升级,高频信号在铜走线传输过程中损耗剧增、完整性大幅下降,收发器需要消耗大量功耗用于信号校正补偿,最终形成带宽密度不足、能效比偏低的双重物理天花板,无法适配AI超高流量传输需求。
CPO核心突破:拉近光电距离,极致降本降耗
CPO(共封装光学)的核心革新逻辑极简且高效:摒弃光模块前置面板布局方式,将光引擎直接迁移至交换ASIC、运算晶粒周边,把原有厘米级的电信号传输路径,压缩至毫米级。
这一改动从源头消除PCB长距离走线带来的信号损耗,将单比特传输能耗降至5-10 pJ/bit。行业测算数据显示,随着产业从传统可插拔方案全面向CPO切换,十年内数据中心光互连带宽将从51.2 Tbps跨越式增长至1.6 Pbps,算力传输效率实现量级提升。
封装架构三级迭代:2D→2.5D→3D持续升级
CPO技术的成熟,依托封装架构的三代持续迭代,每一轮升级都实现性能与集成度的突破:
2D集成作为初代基础方案,通过引线键合、倒装焊工艺,实现光子、电子集成电路初步共封装,但受限于互连密度不足、寄生效应突出,性能上限较低;
2.5D架构引入玻璃中介层,借助TGV通孔、高密度RDL重布线技术,将PIC光芯片与EIC电芯片集成至同一平台,大幅缩短互连距离、提升带宽密度;
3D架构通过微凸块、Cu-Cu混合键合工艺,实现光电芯片垂直堆叠,最大程度削弱寄生效应,为超高速、超低损耗信号传输筑牢物理基础。
整体来看,架构迭代让CPO从简单的共基板方案,升级为高性能共封装方案,实现单位面积带宽密度量级提升,同时持续降低单比特传输能耗。
玻璃基板:CPO规模化落地的核心载体
玻璃基板成为新一代CPO架构的核心支撑,相比传统硅基、PCB材料具备全方位优势:高频场景下介电常数更低、信号传输损耗更小;材质高透光性,可直接集成嵌入式光波导结构;热膨胀系数可精准调控,与硅芯片适配性极佳,有效规避热应力引发的可靠性问题;面板级大尺寸基板可大幅提升单批次芯片加工数量,显著摊薄制造成本。

03
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四大核心难题制约CPO规模化商用
产业现存痛点
热管理难题突出
CPO将高功耗ASIC芯片与温度敏感型光学器件集成在同一封装体系内,光电器件热特性差异极大。光子器件对温度波动高度敏感,微小温差就会引发激光波长漂移,破坏光信号传输稳定性,电光交互界面的热串扰问题,是异构集成首要攻克的技术壁垒。
量产良率成本双压力
CPO属于多器件异构集成体系,融合光子、电子、精密耦合多重结构,任意环节出现瑕疵都会导致整体封装报废。同时封装集成高价值核心芯片,良率偏低会带来极高的量产成本压力。此外,光纤耦合需要亚微米级对准精度,全程工艺稳定性把控难度极大,对设备与制程能力要求严苛。
光源与耦合工艺壁垒高
为规避高温损伤激光器、缩短器件寿命,当前主流硅光CPO普遍采用外置独立供光方案,倒逼连续波激光器向高功率、窄线宽方向迭代。而外置光源配套的光纤对位、精密耦合工艺复杂度大幅提升,对封装结构设计、制程精度提出更高要求。
供电设计与行业标准缺失
狭小的封装空间内,电源分配网络需要同时为光电芯片稳定供电,且电源噪声不能干扰高精度光学信号,多物理场协同设计难度极大。同时行业尚未形成统一的CPO接口规范、测试标准,生态碎片化进一步制约规模化落地。
04
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四大核心赛道受益标的解析
全产业链梳理
随着CPO产业化加速落地,产业链价值重新分配,整体围绕光器件、先进封装、材料设备、测试验证四大主线持续释放红利。
光引擎与核心光器件赛道
作为CPO核心传输单元,光引擎、外置光源、FAU等器件率先放量。中际旭创紧抓800G刚需与1.6T硅光模块量产红利,同时提前布局6.4T NPO、12.8T XPO等下一代前沿产品;天孚通信是全球首批实现800G/1.6T光引擎交付的企业,CPO配套FAU、ELS外置光源已稳定供货,海外产能持续扩张。
华工科技布局全面,3.2T CPO光引擎、6.4T NPO等产品矩阵完善,覆盖多技术路线;中航光电拥有完整CPO全光互连解决方案,涵盖光洗牌、光背板、高密度连接器、外置光源等核心产品。光芯片领域,仕佳光子高功率CW DFB光源可适配高温工况,支撑硅光CPO外置供光需求;腾景科技持续迭代高速无源器件,推进下一代光互联技术验证落地。
先进封装制造赛道
全球头部封测厂持续加码CPO技术研发。台积电计划2026年将自研紧凑型光子引擎技术整合进CoWoS平台,实现封装级光互连集成;日月光作为矽光子联盟核心成员,深耕先进封装多年,CPO技术储备深厚。
国内厂商同步突破,通富微电CPO相关产品已通过可靠性测试,取得关键技术进展;友达光电作为英特尔独家合作面板厂商,聚焦玻璃基板+RDL+TGV+Micro LED CPO一体化布局,已启动试产线筹备与投资工作。
玻璃基板与TGV材料设备赛道
玻璃基CPO产业化,带动TGV精密加工、玻璃载板、镀膜填铜等环节爆发。国内多家企业实现技术突破:蓝思科技与英特尔达成战略合作,深耕TGV微孔成型、金属化沉积、多层互连核心工艺;京东方打通玻璃基载板全流程工艺,成功研发20层高阶样品。
沃格光电掌握薄化、镀膜、TGV、精密镀铜全栈产业化能力;凯盛科技布局TGV中试产线,总投资规模达1.5亿元。设备端,帝尔激光、大族激光的TGV激光微孔加工设备,已实现面板级、晶圆级场景落地,充分受益于行业扩产。
测试验证服务赛道
CPO异构集成结构复杂,倒逼高端测试、失效分析需求爆发。胜科纳米深耕光器件检测与可靠性验证,2025年相关业务营收同比增长近50%;广电计量具备光模块、硅光引擎、CPO封装全维度检测能力,深度绑定行业头部客户;宜特聚焦ALD新材料、薄膜验证等新兴服务,精准匹配硅光子与CPO产业迭代需求。
行业市场空间展望
据TrendForce行业数据预测,全球CPO/NPO市场将迎来指数级增长,规模从2025年1亿美元,飙升至2030年390亿美元以上。2026年全球CPO市场规模有望达20亿美元,同比增速超400%。渗透率层面,AI数据中心CPO渗透率将从2026年0.5%,快速提升至2030年的35%,行业正式从试点商用迈入大规模批量部署阶段,全产业链头部企业将持续享受业绩红利。
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LAST
写在最后
EPILOGUE
英特尔与友达的合作,标志着光电异构封装成为行业新趋势,CPO彻底打破传统互连技术瓶颈。当前产业仍存技术难点,但迭代节奏明确,国内全产业链企业有望凭借材料、封装、设备配套优势,抢占本轮算力互连升级的核心机遇。
📌 参考文献
· 本文素材参考公众号《CPO与光电异构封装:下一代半导体封装的技术跃迁与产业重构》,产业数据参考TrendForce、Yole行业研究报告及企业公开技术资料》
【光电集成】光电封装范式革命!英特尔联手友达落地玻璃基CPO,开启算力互连新周期-电子工程专辑
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