从 DSP 模块到 LPO、再到 CPO，每一次架构演进都在重新分配价值。这份文档把每一代的链路、价值流、玩家护城河和时间窗口梳理清楚，让每个判断都站得住。
激光器从模块内的子模块零件，变成独立 ELS 产品，再到封装内组件。位置、数量、单颗规格、单颗价值，每一代都不一样。看清楚每个时期，才能理解为什么 NVIDIA 一次性投 LITE 加 COHR 共 $4B，为什么 Lumentum 在建第五座晶圆厂。
激光器是 EML 的零件，跟着模块卖。激光器厂赚的是子模块的钱。
激光器从子模块解耦成独立产品。Barclays 分析 NVIDIA $2B 大部分针对 400mW CW 激光器。
SemiAnalysis：36 个光引擎 × 3.2Tbps。NVIDIA 同时跟 LITE、Ayar、Innolume、Xscape 多家合作，多路径并行。
激光器跟着每颗 GPU 走，规模再次跳变。Photonic Fabric（Marvell + Celestial）是另一条平行路径。
过去十几年的标准答案。一颗光模块里塞进 DSP、Driver、EML，电信号走 PCB 几十厘米才到模块边缘，所以必须靠 DSP 做信号补偿。功耗大、延迟高，但成熟稳定，可热插拔。
架构没变，但每个组件的工艺难度都跳了一个量级。200G EML 几乎只有 Lumentum 能量产，DSP 升级到 7nm，单模块 BoM 成本翻倍。这一代是 AI 数据中心建设的物理基础。
把模块里的 DSP 整颗砍掉，靠交换机 ASIC 自己的高线性 SerDes 加上模块内的线性 Driver 和 线性 TIA 弥补。功耗降一半、延迟降一个数量级、成本下来。代价是模拟器件的线性度要求大幅提升。
把五代画成线性演进会让人误以为 LPO 是 CPO 的过渡。实际上 LPO（2025—2028）跟 CPO（2026—2030）在时间上高度重叠，是竞争架构，不是先后。如果 LPO 渗透得足够快、成本下降足够陡，CPO 的窗口期会被大幅压缩。
| 维度 | LPO | CPO | 对采购决策的影响 |
|---|---|---|---|
| 架构形态 | 可热插拔模块 | 光引擎共封装进 ASIC | CPO 消灭了热插拔 |
| 故障维修 | 模块坏了现场换 | 光引擎坏要拆服务器或换板 | CPO 运维成本显著上升 |
| 功耗节省 | 30% — 50%（DSP 砍掉） | NVIDIA 官方 3.5× 提升 | CPO 节省更多但前提是良率上来 |
| 初装成本 | 比 DSP 模块便宜 20-40% | 整机成本上升，光引擎贵 | LPO 现金流友好 |
| 部署时间 | 2025 Q2 起，2026 全面铺开 | NVIDIA Quantum-X 2026 H1 GA / Spectrum-X 2026 H2 | LPO 领先 6-12 个月 |
| 生态成熟度 | OIF 800G LPO IA 已完成（2025 OFC） | NVIDIA + TSMC + 三家 ELS 还在磨 | LPO 多供应商可用 |
| 速率上限 | 1.6T 是当前上限 | 3.2T、6.4T 才是 CPO 的 sweet spot | 3.2T+ 才是 CPO 必须的 |
| 主要受益方 | MACOM、Meta、Cisco、Arista | NVIDIA、TSMC、Lumentum、BESI | 不同 hyperscaler 押不同路 |
| 风险 | 3.2T 时代力不从心，需配 DSP 半 LPO 过渡 | 1.6T 阶段 ROI 不明，运维痛点未解 | 两条路都有不确定性 |
把整个光引擎直接封装到交换机 ASIC 旁边，电信号路径从几十厘米缩短到几毫米。DSP 被消灭，EML 被拆分（CW 激光器独立成可热插拔的 ELS 模块 + 硅光调制器）。Era 4 严格说覆盖两种工程实现：CPO（光引擎进 ASIC 封装，集成度最高但维修需换整个 ASIC）跟 NPO（光引擎放 ASIC 旁边的 substrate 上，仍可拆卸维修）。两者技术栈高度重合，玩家也几乎一样，差别在可维修性跟集成度的折中。NVIDIA Quantum-X 2026 H1 实现商用 GA 走 CPO 路线，Spectrum-X Ethernet Photonics 在 2026 H2 跟进。单台 Quantum-X 交换机用 144 颗激光器（18 个 ELS × 8 颗），相比传统模块激光器数量减少 4 倍以上，但单颗激光器是高功率独立产品。
CPO/NPO 这一代要落地，光靠主流玩家不够。把光引擎封进 ASIC 旁边，会同时撞上三个工程瓶颈：调制器在 200G/lane 以上速率不够、激光器数量爆炸、电芯片跟硅光芯片怎么键合。每个瓶颈都有公司在专门攻。下面四家分别对应一条解法路线，写清楚它们解决哪个问题、优势在哪、要注意什么、前景如何。另外两条更早出现的解法路线（Almae 的独立 EML 设计在 Era 2、POET 跟 OpenLight 的硅光集成平台在 Era 3）已经在前面对应章节讲过。
把光直接做到芯片或封装内部，替代铜互联。GPU 之间、CPU 和内存之间、芯片和封装之间，全部用光。NVLink 等铜互联在 800Gbps 以上只能传几米，物理极限到了。Ayar Labs CEO 预测 2026-2028 市场开始成熟，2028 后大规模扩散。Marvell 已经在 2026 年初以 $3.25B 收购 Celestial AI 入场。
五代 era 是时间维度的演进。材料路线（块体 LiNbO3 → InP → SiPh → TFLN → 电光聚合物）和供应链国产替代是另外两条横向主线。下面这些玩家在每一代光电集成的关键节点都在场，但因为不在 NVIDIA 路线图正面叙事里，常被低估。
TFLN 带宽 >100GHz（已达 145GHz）、Vπ <1.5V、CMOS 兼容、总插损 <5dB，是 3.2T 时代调制器主流候选材料。全球市场 2024 年 $51M，2032 年预计 $722M，CAGR 44.4%。
2026 年全球 1.6T 模块缺口 1000 万只，NVIDIA 单家需求 500 万+。EML 交期排到 2027 年后，给国产厂商打开 2-3 年的供应链切入窗口。中际旭创已在玩家档案里覆盖，下面是其他核心标的。
NVIDIA 的 CPO 路线不等于行业方向。Google、Meta、Amazon、Microsoft 各自走自己的路。把 NVIDIA 的采购决策等同于行业方向是分析框架层面的错误。下表把五家的实际路径横向对比。
| 公司 | 核心 AI 加速器 | scale-up 互联 | scale-out 当前主力 | CPO / Optical I/O 路线 | 2026 capex 量级 |
|---|---|---|---|---|---|
| NVIDIA | Blackwell / Rubin | NVLink Fusion + Quantum-X CPO（2026 H2） | 800G/1.6T 模块（外购为主，自产 15-20% 提到 50%+） | TSMC COUPE + LITE/COHR/Sumitomo ELS · $4B 投资锁定 | 客户层面 GB200/GB300 销售 |
| TPU v7 / Ironwood | OCS 光交换机（多年部署）+ ICI 自研光引擎 | 800G/1.6T DR8 + 自研模块 | OCS 加 mission Apollo 自研，不依赖 NVIDIA 路线 | $75B+ capex（2026 计划） | |
| Meta | MTIA + NVIDIA H100/B200 | LPO（已部署，OIF 800G LPO IA Co-Chair） | 800G LPO + 1.6T 模块 | Broadcom Bailly CPO 已部署（ECOC 2025 公布 15M port-device hours 实测，0 link flap） | 1M+ GPU 部署 · 2026 capex 翻倍 |
| Amazon AWS | Trainium 3 + 自研 | STMicroelectronics 合作硅光 800G/1.6T（Crolles 产线） | 800G/1.6T 模块外购 | STM 合作 SiPh 路线，CPO 评估中 | $100B+ capex（含 AI） |
| Microsoft | Maia + NVIDIA H100/B200 | NVLink + 标准 InfiniBand | 800G/1.6T MSA 模块 | 评估阶段，无公开 CPO 部署计划 | $80B+ capex（2026） |
供给侧分析（谁做什么芯片）只是一半。需求侧的三个核心问题：每代 TAM 多大？S 曲线拐点在哪？AI capex 如果在 2026—2027 放缓怎么办？下面是来自 LightCounting、TrendForce、Mordor Intelligence、Goldman 的数据点。
| 维度 | 2024 | 2025 | 2026 预测 | 2027—2030 趋势 | 数据来源 |
|---|---|---|---|---|---|
| AI 光模块 TAM | ~$10B | $16.5B | $26B（+60% YoY） | $40-50B by 2030 | LightCounting |
| 800G+ 模块出货量 | ~10M | 24M | 63M（2.6×） | 1.6T 超 800G by 2027（Woodside） | Futurum / Goldman |
| 1.6T 模块出货 | — | 百万级 | 2000 万只（其中 NVIDIA 500 万、谷歌 400 万、Meta 100 万） | 4000 万只 (2027) | TrendForce |
| 1.6T 单价 | — | $1,200+ | $1,000 区间 | 下行通道，2027—2028 $700—900 | Cignal AI |
| 800G+ 占比 | 19.5% | ~40% | 60%+ | 80%+ by 2028 | TrendForce |
| TOP5 hyperscaler capex | ~$300B | $450B+ | $500-600B（75% AI-related） | 2026—2027 预计 20-30% pullback 风险 | Goldman / Mordor |
| 光电集成占 capex 比 | 2.5% | 2.7% | 3.1% | 4.1% by 2031 | Cignal AI |
| CPO 渗透率 | 0% | 0% | <0.2%（<10K 端口） | 15% by 2028（LightCounting） | LightCounting |
| LPO 渗透率（800G 部署） | 0% | 试用阶段 | 1/3+（OFI MSA 已定） | 2027 主流之一 | OIF / Cignal |
| 3.2T 模块出货 | — | — | 小批量样品 | 2027—2028 量产，2030 主流 | LightCounting |
每家公司在不同代际下的暴露和位置。横轴是时代演进，纵轴是公司，按七类分组：主线玩家、特殊技术路线、元器件层、封装键合、封装基板路线、设备与量测、第五代标的。主线玩家的格子表示业务强度；设备量测与元器件这类横切层，格子表示价值在哪一代释放或转移，不是业务强度。带橙铜色边框的是铜路径并购转光的玩家。
| 公司 | Gen 1 传统 DSP |
Gen 2 1.6T DSP |
Gen 3 LPO |
Gen 4 CPO |
Gen 5 Optical I/O |
核心暴露 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 主线玩家 · 业务强度 | ||||||
| LumentumLITE | EML 主供 | 200G EML 独家 | EML 不变 | CW Laser 第一 | PIC + Laser | 磷化铟激光器全球第一 |
| CoherentCOHR | EML 第二 | 追赶 LITE | 垂直集成 | CW Laser 第二 | 完整链路 | 磷化铟全链路垂直 |
| BroadcomAVGO | DSP 第一 | Portofino 主流 | DSP 受压 | CPO 自研 | ASIC 主导 | DSP + ASIC + CPO 三线 |
| MarvellMRVL | DSP 第二 | Inphi 系列 | DSP 受压 | 在场 | 收 Celestial | DSP 承压，收 Celestial 进 I/O |
| MaxLinearMXL | — | Keystone 800G | Rushmore 1.6T | — | — | DSP 第三家，双寡头松动 |
| MACOMMTSI | TIA/Driver | NV 自产独家 | LPO 最大受益 | die TIA/Driver | 在场 | 高速模拟前端，路径独立 |
| NVIDIANVDA | — | 最大客户 | 客户 | Quantum-X 主导 | 平台主导 | 从 GPU 厂到网络平台 |
| TSMCTSM | 在场 | 工艺 | 在场 | COUPE 咽喉 | 硅光代工 | 先进封装 + 硅光代工咽喉 |
| UMCUMC | — | — | 硅光代工入场 | 12 寸硅光 PIC | 延续 | 授权 imec iSiPP300，2026-27 量产 |
| Innolight300308 | 在场 | 外购第一 | 量产 | 被光引擎压 | 承压 | 外购模块龙头，CPO 被挤压 |
| FabrinetFN | 代工 | 精密代工 | 精密代工 | 精密代工 | 在场 | 精密代工，路径独立 |
| 特殊技术路线 · 攻单点瓶颈 | ||||||
| Almae私营 | EML 设计 | EML 第三选项 | 延续 | — | — | 独立 EML 设计，光迅持股 |
| POETPOET | — | — | Interposer 量产 | 跨 4-5 | 跨 4-5 | Optical Interposer 平台 |
| OpenLight私营 | — | — | III-V on Si 量产 | 跨 4-5 | 跨 4-5 | wafer bonding，跨 3-5 |
| LWLGLWLG | — | — | — | EO Polymer | 延续 | 电光聚合物调制器材料 |
| Quintessent私营 | — | — | — | 早期 | QD 主战场 | 量子点多波长激光器 |
| AelumaALMU | — | — | — | 打基础 | MOCVD on Si | 大 wafer 异构集成 |
| Scintil私营 | — | — | — | 早期 | 多波长光源 | 法国多波长激光器，NV 战投 |
| SiversSIVE | — | — | DFB 光源 | ELS 光源 | CPO/IO 光源 | CW/ELS 独立小厂，绑 Ayar/POET |
| CredoCRDO · 铜→光 | — | AEC/DSP | 收 DustPhotonics | 硅光垂直栈 | NPO/CPO | 铜转光整合度最高，SerDes 底座 |
| Astera LabsALAB · 铜→光 | — | retimer 龙头 | 收 aiXscale | 光纤耦合 | scale-up | PCIe retimer 80%，光靠收购切入 |
| AMDAMD · 铜→光 | — | — | 收 Enosemi | full-stack 光 | 对标 NVIDIA | 整机厂补光能力，full-stack 战略 |
| 元器件层 · 价值在 Gen 4 释放 | ||||||
| FOCI3363 | — | — | — | FAU 主导 | 随 CPO 放量 | FAU 光纤阵列，绑 NV CPO |
| HimaxHIMX | — | — | — | WLO 独家 | 随 FOCI 放量 | WLO 组件，绑 FOCI |
| Largan3008 | — | — | — | 送样中 | 认证 | 跨界做 FAU 棱镜准直器 |
| Sunny2382 | — | — | — | 早期 | 早期 | 跨界做 FAU，刚宣布 |
| Teramount私营 | — | — | 自对准 | 随硅光放量 | 延续 | 免对准光纤耦合 |
| US Conec / Senko / Kyocera私营 / 私营 / 6971.T | MPO 成熟 | MPO 成熟 | 高密度连接 | CPO 密度暴涨 | Optical I/O 直连 | MT ferrule / VSFF 连接器，Gen 4-5 放大 |
| 封装键合设备 · 价值在 Gen 4-5 释放 | ||||||
| BESIBESI | — | — | — | D2W 主导 | 延续 | hybrid bonding，路径独立 |
| ASMPT0522 | — | — | — | 超精度 attach | 延续 | AMICRA die attach + TCB |
| EVG私营 | — | — | — | W2W bonding | 延续 | wafer 键合，路径独立 |
| 封装基板路线 · 价值在 Gen 4-5（玻璃 2028+） | ||||||
| CorningGLW | — | — | — | 玻璃材料源头 | 玻璃基放量 | 玻璃材料源头，绑 NVIDIA $500M |
| LPKFLPK | — | — | — | TGV 工艺设备 | 玻璃基放量 | 玻璃 TGV LIDE 工艺卡位，兑现看 2028+ |
| 三星电机 / LG Innotek / IntelSEMCO / 011070 / INTC | — | — | — | 试产认证 | 玻璃基板制造 | 玻璃基板制造三种打法，2028 看采用 |
| Kyocera6971.T | 陶瓷载体 | 陶瓷载体 | 陶瓷载体 | 激光器子封装 | 散热更关键 | AlN 陶瓷散热载体，正交横切五代 |
| SPIL 矽品ASX 旗下 | — | — | — | FOWLP 让位 | 让位 COUPE | 早期 CPO FOWLP 代工，让位 COUPE |
| 设备与量测 · 价值在各代释放或转移 | ||||||
| SoitecSOI · 巴黎 | — | 衬底起步 | Photonics-SOI | 硅光衬底近垄断 | 硅面积只增 | Photonics-SOI 衬底 95%+ 份额，路径独立 |
| AXT / Sumitomo / FreibergerAXTI / SMMYY / 私营 | InP 衬底起点 | 缺口 70% | 延续 | 转移风险 | 转移风险 | InP 单晶衬底 95%+ 垄断，跟 Soitec 对称 |
| IQE / IntelliEPI / VPECIQE.L / 私营 / 私营 | InP 外延代工 | 外延代工 | 延续 | 转移风险 | 转移风险 | 开放 InP 外延代工，绑 InP 激光器产量 |
| VeecoVECO | InP 外延释放 | 释放最强 | 延续 | 转移风险 | 转移风险 | InP 外延镀膜，绑 InP 路线 |
| AIXTRONAIXA | InP 外延 | InP 外延 | 延续 | 转移风险 | 转移风险 | InP MOCVD，与 Veeco 竞争 |
| AehrAEHR | — | — | 硅光老化起 | 价值放大 | 只增不减 | 晶圆级老化，确定性最高 |
| TeradyneTER | — | — | 硅光测试 | Photon 100 | 强化 | 光电测试，CPO 价值释放 |
| Advantest6857 | — | — | 硅光测试 | V93000 标准 | 延续 | 测试，守标准 GPU 装机 |
| KLAKLAC | 在场 | 在场 | 硅光检测 | 检测主导 | 延续 | 图形晶圆检测主导，最稳 |
| OntoONTO | — | — | 硅光量测 | 先进封装 | 延续 | 先进封装量测，随 CPO |
| CamtekCAMT | — | — | 量测 | 3D X 光检测 | 延续 | 埋入界面检测，随 CPO |
| CohuCOHU | — | — | 测试 | 光电测试 | 延续 | 测试 handler |
| ficonTEC私营 | — | — | 装配测试 | 光引擎专用 | 强化 | 光器件装配对准，强路径独立 |
| EXFOEXFO | 模块测试 | 产线测试 | 产线测试 | 转向晶圆 | 价值转移 | 链路测试，CPO 后价值转移 |
| ViaviVIAV | 模块测试 | 产线测试 | 产线测试 | 转向晶圆 | 价值转移 | 链路测试，同 EXFO |
| KeysightKEYS | 研发测试 | 研发测试 | 研发测试 | 转向晶圆 | 价值转移 | 研发测试，CPO 后转移 |
| 第五代标的 · Optical I/O | ||||||
| Ayar / Lightmatter未上市 | — | — | — | 早期试用 | 一级标的 | $3.75B / $4.4B 估值 |
| Celestial AI已收购 | — | — | — | — | → Marvell $3.25B | 2026-2 被 Marvell 收购 |
每家公司的护城河分三层：当前营收主体（已确立）、正在抢的热点战场、还没变现的未来押注。这个矩阵把三层叠加，看清每家公司的成长曲线。
条形长度是各业务在公司营收里的大致占比，用于看护城河结构（已确立的现金流 / 正在抢的热点 / 还没变现的押注），不是精确财务数据。设备量测层（Soitec / AXT / Aehr）的护城河是路径独立的卖铲子，热点段大多在 Gen 4 CPO 释放。
护城河的另一面。投资导向的文档只看 bull case 是不完整的，下面是每家头部公司可能出错的具体场景跟时间窗口。
所有术语的完整解释。文中标记 虚线 的词都可以悬浮查看。