硅光（Silicon Photonics）是以硅为光学介质、用 CMOS 工艺制造光子集成电路的技术。在 AI 算力驱动下，它正从光通信的"备选方案"变为数据中心互连的"必选项"。本报告由三篇专题整合而成，覆盖从技术原理到设备投资主线的完整分析框架。
定义 / 工作原理 / 对比优势 / 应用领域
硅光芯片（Silicon Photonics, SiPh）是指以硅（及其衍生的绝缘体上硅 SOI、氮化硅 SiN）为光学介质， 利用成熟的 CMOS 半导体工艺，在同一芯片上集成光波导、调制器、光探测器、耦合器、分/合波器等光子元件， 并与驱动电路（EIC）协同工作的光子集成电路（PIC）。其核心思想是：用光代替铜线中的电信号传输数据—— 电信号在芯片内被调制到激光载波上，经波导传输后再由探测器还原为电信号。
| 功能单元 | 常用技术方案 | 作用与要点 |
|---|---|---|
| 光源（激光器） | 外置激光（ELS）/ 混合集成 III-V / 异质键合 | 硅是间接带隙材料，本身不能高效发光，这是硅光最大的先天短板。主流方案：外置 DFB 激光器通过光纤耦合进芯片，或将 InP 增益芯片倒装/晶圆键合到硅波导上。 |
| 耦合器 | 光栅耦合器 / 端面（边缘）耦合器 | 负责光纤与片上波导之间的光进出。光栅耦合支持晶圆级垂直测试但带宽与损耗受限；端面耦合损耗低、带宽大，但对准精度要求达亚微米级。 |
| 光波导 | SOI 条形/脊形波导、SiN 波导 | 光信号的"片上高速公路"，典型尺寸约 220nm × 500nm；波导厚度偏差 1nm 即会引起相位与波长漂移，工艺均匀性直接决定芯片良率。 |
| 调制器 | PN 结载流子耗尽型 / 微环（MRM）/ 电吸收 | 把电信号加载到光载波上。硅无泡克尔斯效应，主流利用等离子体色散效应；微环调制器以高密度、低功耗成为 CPO 时代主流路线，单波速率正向 200G/400G PAM4 演进。 |
| 光探测器 | 锗（Ge）外延 PIN/APD | 在硅上外延生长 Ge 层吸收通信波段光子并转换为电流，是硅光工艺中 CMOS 标准流程之外的关键附加步骤。 |
工作流程概括：激光器提供连续光 → 耦合进硅波导 → 调制器按电信号对光强调制（OOK/PAM4）→ 波导传输与波分复用（CWDM/DWDM）→ 对端 Ge 探测器光电转换 → 跨阻放大器（TIA）与驱动电路完成信号处理。
| 维度 | 硅光集成芯片 | 传统分立光器件 / 铜互连 |
|---|---|---|
| 带宽密度 | 波导间无串扰极限高，DWDM 单纤可达数 Tbps；1.6T/3.2T 模块主力方案 | 铜在 224G/lane 以上损耗急剧恶化；分立器件体积限制通道数 |
| 功耗 | CPO 架构下可降至约 5–10 pJ/bit，较可插拔方案降低 30–50% | 长电走线 SerDes 功耗占比持续攀升 |
| 集成度/体积 | 百级光子元件单片集成，与 ASIC 共封装（CPO）后互连距离从 20–30cm 缩至约 2mm | 分立器件逐一组装，体积与通道数难以兼得 |
| 成本结构 | 复用 CMOS 晶圆厂，量产后晶圆级成本摊薄，省去大量人工耦合 | InP 分立路线产线专用、产能小、人工占比高 |
| 可靠性 | 半导体级一致性，无机械对准漂移 | 分立器件对温度/振动敏感 |
| 固有短板 | 硅不发光（激光器需外置或异质集成）；封装耦合精度要求极高；工艺均匀性敏感 | 光源与器件技术成熟、灵活 |
800G / 1.6T 光模块中硅光渗透率持续提升；CPO/NPO 交换机已量产（英伟达 Spectrum-X / Quantum-X）。据弗若斯特沙利文，全球硅光模块市场预计从 2025 年约 631 亿元增至 2030 年约 2,633 亿元，CAGR 约 33%。
光 I/O chiplet（Ayar Labs TeraPHY）、3D 光互连（Lightmatter Passage）瞄准 GPU 间互连；光计算/光子 AI 推理芯片处于早期商用探索阶段。
车载 LiDAR（OPA 固态激光雷达）、生物医疗传感、光纤陀螺；SiN 平台在低损耗无源光路中优势突出。
量子光子芯片（量子密钥分发、光量子计算）复用硅光/SiN 平台；NIST 等机构推进极端环境封装工艺。
相干光模块（400G ZR / 800G ZR+）、城域与骨干网传输；Tower PH18 等平台面向相干市场。
3D 传感、AR/VR 光引擎、芯粒间（C2C）光互连长期替代电互连。
设计 → 晶圆加工 → 光刻 → 刻蚀 → 功能层集成 → 金属化 → 测试 → 封装 全链条拆解
| 环节 | 工艺内容与技术要点 |
|---|---|
| ① 设计（EDA/PDK） | 硅光设计需"光电协同"：光子器件仿真（FDTD/模式求解）、链路级仿真与电路仿真联合收敛。代工厂提供 PDK（含 50+ 验证器件库）。代表工具：Synopsys（含 Lumerical/Ansys）、Cadence、Luceda IPKISS、国产逍遥科技等。设计规则远严于数字芯片——波导宽度、刻蚀深度的纳米级偏差都会改变器件中心波长。 |
| ② 晶圆加工（衬底） | 主流采用 SOI 晶圆（顶硅 220nm / 埋氧层 2–3μm，8 英寸为主、12 英寸渗透中）。顶硅厚度均匀性直接决定波导相位一致性，SOI 晶圆由 Soitec（法）、环球晶、沪硅产业等供应。SiN 平台用于超低损耗无源器件。 |
| ③ 光刻 | 硅光关键层多用 DUV 193nm 光刻（部分研发线用电子束直写）。虽然线宽仅 65–180nm 级、无需最先进 EUV，但对线宽粗糙度（LWR）和 CD 均匀性要求苛刻——波导侧壁粗糙度每增加 1nm，散射损耗显著上升。台积电 COUPE 将 PIC 放在 N65 节点正是"够用且高良率"的取舍。 |
| ④ 刻蚀 | 波导成形核心步骤，常用浅刻蚀（~70nm，脊形波导）+ 深刻蚀（220nm，条形波导）组合，ICP 等离子体刻蚀为主。侧壁垂直度与粗糙度控制是损耗关键；高深宽比光栅耦合器刻蚀是难点之一。 |
| ⑤ 功能层集成（硅光特有） | 标准 CMOS 之外的附加模块：离子注入掺杂（PN 结调制器）、Ge 选择性外延（探测器）、SiN 沉积（低损耗波导/耦合）、III-V 异质键合（片上激光增益介质）。这些附加步骤的良率决定整片 PIC 良率。 |
| ⑥ 金属化与 BEOL | 多层铜互连连接调制器/探测器电极与焊盘；CPO 场景进一步引入 TSV、RDL 重布线、μBump / 混合键合界面，与 EIC（驱动/TIA）实现 2.5D/3D 集成。 |
| ⑦ 晶圆级测试（测试前移） | 硅光将测试从"封装后"前移至晶圆级：WAT 参数测试（波导损耗、MRM 谐振波长、PD 响应度）、CP 光电协同测试（探针台 + 光纤对准，纳米级精度）。KGD 分选在裂片后剔除不良 Die，避免浪费昂贵的 EIC 与封装投入；CoC 老化筛选早期失效。这是 CPO 量产公认瓶颈。 |
| ⑧ 封装（成本占比最高） | 封装可占 PIC 总成本 60–80%。核心技术：光纤阵列（FAU）精密耦合（有源对准，亚微米级六维调整）、倒装焊 / 共晶贴片（EIC-PIC 互连）、混合键合（台积电 SoIC-X，间距 <10μm 无凸点）、气密封装与热管理。CPO 进一步把光引擎与交换 ASIC 共封装于同一基板。 |
| ⑨ 成品测试与老化 | 模块级光电指标测试（眼图、TDECQ、灵敏度、误码率）、高低温循环与长期老化，最终分级出货。 |
上游材料与设备 → 中游设计制造 → 下游应用；重点标注关键设备供应商
SOI 晶圆、光刻胶、激光器芯片、陶瓷管壳等关键材料；光刻/刻蚀/沉积/测试/封装设备；硅光 EDA 与 PDK。技术壁垒与价值密度最高的"卖铲人"环节。
Fabless 光引擎设计公司、硅光代工厂（台积电 COUPE / GF Fotonix / Tower / CUMEC）、垂直 IDM（光迅、Intel），以及封装测试代工（Fabrinet、天孚、长电等）。
光模块厂（中际旭创、新易盛）、交换/网络设备商（英伟达、思科、华为）、终端需求方（谷歌、微软、Meta、阿里等超大规模数据中心）。
| 材料类别 | 代表厂商 | 说明 |
|---|---|---|
| SOI 晶圆 | Soitec SOI 法股、环球晶 6488.TWO、沪硅产业 688126 | 硅光核心衬底，220nm 顶硅均匀性决定波导一致性；Soitec Smart Cut 技术全球主导。 |
| 激光器芯片（光源） | Lumentum LITE、Coherent COHR、源杰科技 688498、长光华芯 688048 | 外置 DFB/EML 激光器与高功率 CW 光源（CPO ELS 架构刚需）；源杰、长光华芯推进国产高功率光源。 |
| 光刻胶/湿化学品 | JSR、信越、东京应化、晶瑞电材 300655 | DUV 光刻胶与显影刻蚀配套化学品，以日企为主。 |
| 封装材料 | 三环集团 300408、京瓷、NGK、太辰光 300570 | 气密性陶瓷管壳、光纤阵列（FAU）、MT 插芯；太辰光在 MPO/FAU 全球市占率领先。 |
| 特种材料 | 福晶科技 002222、光库科技 300620 | TGG 磁光晶体（隔离器核心）、薄膜铌酸锂（高速调制备选路线）。 |
| 厂商 | 定位与特点 |
|---|---|
| Synopsys（含 Ansys/Lumerical）SNPS | 光子器件仿真（FDTD）+ 光电协同设计全流程，与台积电 COUPE PDK 深度合作。 |
| Cadence CDNS | 与 Lightmatter 合作光互连 UCIe/SerDes 集成，光电联合设计环境。 |
| Luceda Photonics 非上市 | IPKISS 硅光设计平台，欧洲 PDK 生态主流工具。 |
| 逍遥科技等国产 EDA 非上市 | 国产硅光设计工具与 PDK 服务，张江硅光生态链环节之一。 |
| 角色 | 代表厂商 | 要点 |
|---|---|---|
| 晶圆代工 | 台积电 TSM、GlobalFoundries GFS、Tower TSEM、Intel INTC、CUMEC/上海工研院 非上市 | 双路线竞争：台积电 COUPE 异质 3D 集成（PIC N65 + EIC N7，SoIC-X 混合键合）vs GF Fotonix 单片集成（45nm，收购新加坡 AMF 扩产）；国内 CUMEC 提供 8/12 英寸硅光流片。 |
| 光引擎/芯片设计 | Broadcom AVGO、Marvell MRVL、Ayar Labs 非上市、Lightmatter 非上市、光迅科技 002281、华工科技 000988 | CPO 光引擎与光 I/O chiplet 是架构定义权所在；国内光迅 CPO 专利数居首，华工自研微环调制器。 |
| 封装测试代工 | Fabrinet FN、Amkor AMKR、日月光 3711.TW、PHIX 非上市、天孚通信 300394、长电科技 600584 | 封装占 PIC 成本 60–80%；天孚进入英伟达 CPO 供应链（激光器子组件组装），OSAT 巨头平移 2.5D/3D 能力至光电共封装。 |
| 设备类别 | 主要供应商 | 用途与硅光特殊要求 |
|---|---|---|
| 光刻机 | ASML ASML、Nikon、Canon 7751.T、上海微电子 非上市 | 波导图形转移。硅光主用 DUV 193nm（无需 EUV），但要求极佳 CD 均匀性与低线宽粗糙度；研发线辅以电子束光刻。 |
| 刻蚀设备 | 泛林 LRCX、应用材料 AMAT、TEL 8035.T、中微公司 688012、北方华创 002371 | ICP 等离子体刻蚀波导（浅/深刻蚀组合），侧壁垂直度与粗糙度决定传输损耗；国产已具硅光产线配套能力。 |
| 薄膜沉积 | 应用材料 AMAT、泛林 LRCX、ASM ASM.AS、拓荆科技 688072 | SiN 波导层 LPCVD/PECVD 沉积、SiO₂ 包层、Ge 外延——Ge 外延是探测器集成关键。 |
| 离子注入 / 退火 | Axcelis ACLS、应用材料 AMAT、万业企业 600641 | PN 结调制器掺杂（硼/磷注入），剂量与结深均匀性影响调制效率与损耗平衡。 |
| CMP / 量检测 | 应用材料 AMAT、KLA KLAC、精测电子 300567、中科飞测 688361 | 介质平坦化；膜厚/OCD/缺陷检测保障波导尺寸均匀性，量测精度需求达亚纳米级。 |
| 晶圆级测试设备 （硅光核心增量） |
Keysight KEYS、Teradyne TER、Advantest 6857.T、FormFactor FORM、ficonTEC（罗博特科 300757）、联讯仪器 688808、Aehr AEHR | 光电协同晶圆测试（探针台 + 纳米级光纤对准）、双面晶圆测试（正面电测+背面光测）、KGD 裸 Die 分选、CoC 老化。对准精度以纳米计，是 CPO 量产公认瓶颈设备。 |
| 耦合/贴片封装设备 | ficonTEC（罗博特科 300757）、BESI BESI.AS、Palomar 非上市、科瑞技术 002957、博众精工 688097 | 光纤阵列有源对准（六维亚微米调整）、共晶贴片（EIC/PIC 互连）、光子引线键合；直接决定封装良率与成本。 |
| 混合键合设备 | BESI BESI.AS、EV Group 非上市、应用材料 AMAT | CPO 3D 集成核心：SoIC-X 类无凸点混合键合（间距 <10μm），实现 PIC-EIC 高密度垂直互连。 |
| 层级 | 代表厂商 | 要点 |
|---|---|---|
| 光模块 | 中际旭创 300308、新易盛 300502、Coherent COHR、联特科技 301205、剑桥科技 603083 | 800G 规模出货、1.6T 硅光快速渗透；中际旭创 1.6T CPO 进入英伟达验证链，新易盛规划 2027 年交付 NPO。 |
| 系统/交换设备 | 英伟达 NVDA、Broadcom AVGO、思科 CSCO、华为 非上市、工业富联 601138 | 英伟达 Spectrum-X/Quantum-X CPO 交换机全面量产（全球首款 200G/lane 规模商用）；工业富联 CPO 全光交换样机出货。 |
| 云厂商（终端需求） | 谷歌 GOOGL、微软 MSFT、Meta META、亚马逊 AMZN、阿里 9988.HK | AI 集群从万卡迈向十万卡，GPU:光模块配比从 H100 的 1:3 升至 B300 的 1:4.5+，是产业链需求锚点。 |
| 新兴应用 | 禾赛 HSAI（LiDAR）、量子光子初创、车载光通信 | 固态激光雷达、生物传感、量子信息处于从样机到量产过渡阶段。 |
按三大环节分类列出代表性厂商，★ 为上市公司，优先覆盖全球领先企业与典型供应商
★ = 上市公司 ｜ 括号内为股票代码 ｜ "非上市"为私营公司 / 研究机构
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| Keysight 是德科技 ★ | KEYS | 全球测量仪器龙头。NX5402A 硅光晶圆测试系统主打 WAT/PCM 全自动化参数验证；偏振合成 + 波长扫描技术无需保偏光纤，测试效率领先。 |
| Teradyne 泰瑞达 ★ | TER | ATE 双寡头之一。Photon 100 光电 ATE 平台面向 SiPh/CPO 量产；2025 年收购 Quantifi Photonics，与 ficonTEC 合作双面晶圆探针测试单元。 |
| Advantest 爱德万 ★ | 6857.T | ATE 双寡头之一。V93000 平台与 FormFactor 联合推出 TRITON 光子测试单元（9 轴光子对准）；与 Jenoptik、Ayar Labs 共研 UFO 光电一体探针卡。 |
| FormFactor ★ | FORM | 探针台龙头。CM300xi-SiPh / SUMMIT200-SiPh 硅光探针台 + TRITON 量产测试单元；2025 年 12 月收购 Keystone Photonics 强化光学探测。 |
| Aehr Test Systems ★ | AEHR | FOX-XP 晶圆级老化（WLBI）系统，支持高功率多片并行老化，已获超大规模数据中心硅光订单。 |
| Chroma 致茂电子 ★ | 2360.TW | SLT 设备龙头。光电器件老化与可靠性测试系统单系统最多 1,792 通道，正投入 CPO 测试设备开发。 |
| 旺矽 MPI ★ | 6223.TW | TS2000 / TS3000 硅光探针台升级方案，支持 200/300mm 晶圆精密光纤对准测试。 |
| ficonTEC | 罗博特科子公司 | 光子微组装与测试设备全球龙头。WAFER TESTLINE、WLT-D2 双面光电晶圆测试（50nm 级对准）、DLT-D1 裸 Die 多工位测试，覆盖 CPO 晶圆级到管芯级全流程。 |
| EXFO / SPEA / PI | 非上市/其他 | EXFO：光通信测试仪表；SPEA（意）：TH2000 晶圆级光电混合测试；PI（德）：纳米级多通道光纤对准系统。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| 罗博特科 ★ | 300757 | 收购 ficonTEC 后成为硅光/CPO 封装耦合与晶圆级测试设备核心标的。2026H1 光电子及半导体封测设备营收占比超 80%；CPO 双面晶圆/晶粒测试、OCS 整线均有量产订单。 |
| 联讯仪器 Semight ★ | 688808 | 国产 1.6T 光模块测试核心。sCT900X 硅光晶圆测试系统；CoC 老化、OE 裸 Die KGD 分选已导入头部客户并实现商业销售；2026H1 营收同比 +208.7%。 |
| 燕麦科技 ★ | 688312 | FPC 测试起家，子公司已向海外晶圆厂交付硅光晶圆检测设备订单，从电测延伸至光测。 |
| 科瑞技术 ★ | 002957 | 自动化检测与装配设备：芯片外观检测、共晶贴片、光模块耦合、光纤透镜打磨。 |
| 博众精工 ★ | 688097 | 高精度共晶贴片设备获高速光模块订单，收购中南鸿思补充光纤阵列自动耦合能力。 |
| 精测电子 ★ | 300567 | 半导体量检测平台型公司，前道膜厚/OCD/电子束覆盖先进制程，向硅光检测延伸。 |
| 华盛昌 ★ | 002980 | 并表伽蓝特切入光通信测试，产品覆盖 100G–1.6T 光模块及硅光晶圆检测，小体量高弹性。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| 台积电 TSMC ★ | 2330.TW / TSM | COUPE 平台：PIC 用 N65 工艺、EIC 用 N7 及以下先进制程，SoIC-X 无凸点混合键合（间距 <10μm）垂直堆叠；英伟达、博通均已采用，2026 年推进 CoWoS CPO 封装量产。核心优势：先进逻辑 + 先进封装一站式垂直整合。 |
| GlobalFoundries ★ | GFS | Fotonix / 45SPCLO 单片集成路线：EIC + PIC 同片制造，封装简化、成本低；2025 年 11 月收购新加坡硅光代工厂 AMF 扩产，目标 2028 年硅光收入 10 亿美元。局限：单片路线 EIC 受限于 45nm。 |
| Tower Semi ★ | TSEM | 独立特色工艺代工。PH18 平台含 18 个光子层、Ge 探测器、BiCMOS 驱动集成，面向相干光通信与传感。 |
| Intel 英特尔 ★ | INTC | 硅光先行者，CMOS 兼容平台累计出货百万级光模块；EMIB 先进封装 + 片上激光器异质集成专利积累行业最深。 |
| imec / AIM Photonics | 非上市 | imec：iSiPP 系列工艺，欧洲硅光 MPW 标准平台；AIM Photonics：300mm 硅光 MPW + 测试组装封装（TAP）中试平台。 |
| 意法半导体 ★ | STM | 硅光工艺开发，面向光模块与集成光子学应用。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| Broadcom 博通 ★ | AVGO | 硅光收发 + CPO 全栈：Bailly CPO、SCIP、可插拔光纤连接器、3D 封装；CPO 交换机已量产。 |
| NVIDIA 英伟达 ★ | NVDA | Spectrum-X / Quantum-X 硅光 CPO 交换机，全球首款规模化商用 200G/lane CPO 交换系统，全产业链需求锚点。 |
| Marvell ★ | MRVL | 3D 硅光引擎、COLORZ 800G ZR/ZR+、1.6T 硅光光引擎与 CPO 架构。 |
| Ayar Labs | 非上市 | TeraPHY 光 I/O chiplet + SuperNova 多波长光源，封装内光互连替代电 SerDes；二代用 GF 单片，下一代转向台积电 COUPE。 |
| Lightmatter | 非上市 | Passage 3D CPO 光互连平台，与 GF 合作量产；管理层预计 NPO 2027 年入市、CPO 规模化窗口 2028–2029（企业预期，非行业共识）。 |
| Coherent 高意 ★ | COHR | 硅光 + VCSEL + InP-on-Si 多技术 CPO 路线，激光器与光器件垂直整合。 |
| Cisco 思科 ★ | CSCO | 收购 Luxtera 获硅光技术；可插拔收发 + CPO 系统 + 激光器微封装。 |
| Lumentum ★ | LITE | 高速激光器与光子组件，支撑 CPO 外置光源（ELS）架构。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| 光迅科技 ★ | 002281 | 国内少有的"光芯片-器件-模块-子系统"全产业链央企平台；硅光调制器/探测器自研，OFC 2026 全球首发 3.2T 硅光单模 NPO 模块，1.6T CPO 已送样，CPO 专利数国内居首。 |
| 华工科技 ★ | 000988 | 自研微环调制器 MRM（对标 COUPE 核心器件），推出 1.6T / 3.2T CPO 光引擎样机，光芯片到光引擎整机自主可控。 |
| 中际旭创 ★ | 300308 | 全球高速光模块龙头。1.6T 硅光光引擎交付、3.2T 原型测试；基板式 + 中介层式两代 CPO 布局，国内首家 1.6T CPO 进入英伟达验证链。 |
| 新易盛 ★ | 300502 | 硅光 + 薄膜铌酸锂双路线，掌握 CPO 晶圆级封装工艺，规划 2027 年交付 NPO 产品。 |
| 长光华芯 ★ | 688048 | 联合亨通光电等设立星钥光子，规划 8 英寸 90nm 硅光产线及异质异构集成平台，2026 年底通线、2027 年初投产。 |
| 仕佳光子 ★ | 688313 | AWG 阵列波导光栅芯片规模化出货，PLC 芯片适配硅光光引擎多通道互连。 |
| 联特科技 / 剑桥科技 ★ | 301205 / 603083 | 联特：硅光模块 + CPO 光引擎送样；剑桥：CPO 外置光源与硅光引擎联合研发，适配 COUPE / SoIC 工艺。 |
| CUMEC / 上海微技术工研院 | 非上市 | 国内硅光代工中试平台：8/12 英寸硅光流片与工艺服务，张江"硅光芯源"生态载体。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| Fabrinet ★ | FN | 光学精密制造代工龙头（泰国基地），高复杂度硅光模块封装与精密组装，AI 数据中心光模块量产主力代工厂。 |
| Amkor 安靠 ★ | AMKR | OSAT 巨头，依托先进封装平台切入硅光与 CPO 封装测试。 |
| 日月光 ASE ★ | 3711.TW / ASX | 全球最大 OSAT，2.5D/3D 先进封装与光电共封装工艺。 |
| Jabil 捷普 ★ | JBL | EMS 龙头，面向超大规模 / AI 基础设施的光模块封装与组装。 |
| PHIX Photonics | 非上市 荷兰 | 欧洲最大光子封装专业代工厂，覆盖 SiPh / InP / SiN 全平台；与 Lightmatter 合作 AI 光互连封装。 |
| LioniX / PhotonFirst | 非上市 荷兰 | LioniX：标准化 CPS 原型封装 + 定制混合集成；PhotonFirst：航空航天等高可靠严苛环境封装。 |
| Palomar / Vanguard | 非上市 美/德 | Palomar：高精度贴片/引线键合封装设备；Vanguard：3D 纳米打印光子引线键合设备。 |
| SENKO 扇港 ★ | 3450.T | 光连接器龙头，CPO 用可插拔光纤连接（与 ficonTEC、BizLink 合作 ECT 制造）。 |
| 厂商 | 代码 | 主营业务与技术特点 |
|---|---|---|
| 天孚通信 ★ | 300394 | 精密光器件龙头 + 光电封装代工。FAU 光纤阵列、LENS 阵列、隔离器批量供货；英伟达 CPO 量产新闻稿点名的激光器模块子组件组装商；苏州新工厂卡位 CPO 光引擎封装，泰国基地投产。 |
| 长电科技 ★ | 600584 | 国内 OSAT 龙头，2.5D/3D 堆叠，参与光电共封装工艺研发。 |
| 通富微电 ★ | 002156 | 算力芯片封装，GPU 与光器件合封工艺适配 CPO 需求。 |
| 华天科技 ★ | 002185 | 光电混合封装技术储备，光引擎封装测试。 |
| 三环集团 ★ | 300408 | CPO 光引擎气密性封装陶瓷管壳核心供应商，大批量供货。 |
| 太辰光 ★ | 300570 | MPO 高密度光纤连接器、MT 插芯、FAU 全球市占率领先，CPO 高密度光互连直接受益。 |
| 光库科技 ★ | 300620 | 铌酸锂调制器 + 硅光集成器件 + 光纤阵列，配套 CPO 光路组件。 |
| 博创科技 ★ | 300548 | PLC 集成平台，高精度 V 槽切割、气密封装、FA 端面镀膜能力，CPO 波分器件批量出货。 |
| 立讯精密 ★ | 002475 | 规模化光模块 / 光互连组装，面向超大规模数据中心。 |
| 炬光科技 ★ | 688167 | 光子光学组件与高速光互连集成光子器件，CPO 光学模组配套。 |
前道制造 · 中道封装 · 后道测试 三段拆分；所有数据标注来源与口径
陕西光电子先导院：IMEC 130nm 工艺包，光刻、刻蚀等 60 余台（套）核心设备来源：中证网/中新网 2025-11
传统光模块每 1 亿元产值约 0.2 亿元设备；中际旭创三期项目纯设备投资占比约 44%（2.9 亿设备 / 6.5 亿年营收）来源：中泰证券 CPO 设备专题 2026-05
耦合 194 亿 / 贴片 97 亿 / 仪器测试 73 亿 / 老化 58 亿 / 封装 58 亿 / 键合 5 亿来源：券商光模块设备行业深度（发现报告）
CPO 终端约 100 亿美元 × 30% 资本密集度；中道封装 60%（18 亿美元）、后道测试 40%（12 亿美元）来源：中泰证券测算（LightCounting 口径）
| 环节 | 核心设备 | 占制造设备价值量 | 代表厂商 |
|---|---|---|---|
| 光刻 | DUV 193nm 光刻机（硅光无需 EUV）、涂胶显影、电子束直写（研发） | 约 30%SEMI；全球光刻约 320 亿美元（2025，SEMI+CINNO） | ASMLCanonNikon上海微电子 |
| 刻蚀 | ICP 等离子刻蚀（波导浅/深刻蚀、光栅刻蚀） | 约 20%SEMI；全球刻蚀约 225 亿美元（2025） | LRCXTELAMAT中微 688012北方华创 |
| 薄膜沉积 | PVD/CVD/ALD；SiN 波导层；Ge 选择性外延（硅光特有） | 约 25%（PVD 15%+CVD 10%）SEMI；全球沉积约 205 亿美元（2025） | AMATLRCXASM拓荆 688072 |
| 量测/检测 | 膜厚/OCD/缺陷检测，亚纳米级 | 约 10%SEMI 口径 | KLAC精测 300567中科飞测 |
| 离子注入 | PN 结调制器掺杂（硼/磷） | 约 5%SEMI 口径 | ACLSAMAT万业 600641 |
| CMP/清洗/热处理 | 介质平坦化、晶圆清洗、退火 | 合计约 10%SEMI 口径 | AMATEbara华海清科盛美 |
| 异质键合（特有增量） | III-V 增益材料晶圆级/芯片级键合 | 特种模块，无独立占比统计属硅光产线增量投入 | EV GroupBESI |
| 设备类型 | 占比 | 2028E 规模 | 代表厂商 |
|---|---|---|---|
| 光学耦合设备 | 约 40% | 约 194 亿元 | 罗博特科（ficonTEC）科瑞技术博众精工猎奇智能 |
| 贴片（固晶/共晶） | 约 20% | 约 97 亿元 | BESIPalomar博众精工科瑞技术 |
| 仪器仪表测试 | 约 15% | 约 73 亿元 | Keysight联讯仪器 |
| 可靠性与老化测试 | 约 12% | 约 58 亿元 | ChromaAehr联讯仪器 |
| 封装（气密/组装） | 约 12% | 约 58 亿元 | ficonTECVanguard二三线国产厂 |
| 键合（引线） | 约 1% | 约 5 亿元 | ASMPTK&S |
来源：券商光模块设备行业深度报告（发现报告转载）。注：另一券商纪要口径为耦合与光引擎装配 25–30%、高速测试误码 20–25%、固晶贴片点胶焊接 15–20%、老化 12–18%、SMT/PCBA 8–10%、上下料视觉 8–10%——分类粒度不同导致数值差异，但"耦合第一、测试第二"的排序一致。
| 测试节点 | 核心设备 | 价值量特征 | 代表厂商 |
|---|---|---|---|
| ① PIC 晶圆级测试 | 硅光晶圆测试系统（探针台 + 六轴光学对准 + ATE 接口）；双面测试 | 单套数百万元级，CPO 产线刚需估算，行业公开报价区间 | 罗博特科（ficonTEC）联讯仪器FormFactorKeysight |
| ② EIC 晶圆级测试 | 传统电学 ATE（SoC 测试机） | 复用存量 ATE 生态 | AdvantestTeradyne华峰测控 |
| ③ KGD 裸 Die 分选 | 裸 Die 光电性能筛查（LIV 测试，精密源表为核心） | 新增独立设备品类，已商业销售 | 联讯仪器ficonTEC DLT-D1 |
| ④ EIC-PIC 键合后测试 | 光电协同 ATE（UFO 探针卡、双面探针测试单元） | 技术前沿，双寡头结盟卡位 | Advantest×FormFactorTeradyne×ficonTEC |
| ⑤ 光引擎/模块终测 + 老化 | 采样示波器、误码仪、时钟恢复、CoC/模块老化系统 | 单套约 250 万元（800G）→ 1.6T 仪器单价翻倍来源：国金机械纪要 | Keysight联讯仪器ChromaAehr |
| 项目 | 800G 产线 | 1.6T 产线 | 变化 |
|---|---|---|---|
| 产线总投资（年产 10 万只） | 约 5,000 万元 | 约 6,000 万元 | +20% |
| 测试环节价值量 | 约 800–1,000 万元（4 套 × 约 250 万元） | 新增投资的 70–80% 来自测试 | 测试贡献主要增量 |
| 采样示波器单价 | 约 120 万元 | 约 250 万元 | 约翻倍 |
| 误码仪单价 | 约 30–40 万元 | 约 70–90 万元 | 约翻倍 |
来源：国金机械光模块设备调研纪要。对比之下：耦合设备在 1.6T 阶段价格仅提升 10–20%，贴片与耦合要到 CPO 阶段才全面升级——测试是唯一在每代速率迭代中都持续通胀的环节。光模块测试国产化率目前仅约 10%，处于 10%→50% 的陡峭渗透期。
环节格局三结论 + 设备投资四主线
技术壁垒在纳米级光电对准与光电协同测试。格局上"国际 ATE 双寡头（Teradyne / Advantest）+ 光子探针专业厂（FormFactor / ficonTEC）"结盟主导；国内以罗博特科（ficonTEC）、联讯仪器卡位最深，订单已兑现。
台积电 COUPE（异质 3D 集成）vs GF Fotonix（单片集成）。先进制程 + 先进封装一体化使台积电路线成为 CPO 主流预期；国内集成能力集中在光迅、华工等垂直 IDM 与星钥光子等新产线。
封装占 PIC 成本可达 60–80%。国际上 Fabrinet / PHIX 等专业代工主导；国内天孚通信已进入英伟达 CPO 供应链，是最具确定性的国产封装标的；传统 OSAT（长电 / 通富 / 华天 / Amkor / 日月光）正把 2.5D/3D 能力平移至光电共封装。
| # | 环节 | 技术壁垒 | 核心受益厂商 |
|---|---|---|---|
| 1 | 晶圆级光电协同测试 | 纳米级六轴光学对准 + ATE 电学兼容（上电下光双面测试）；对准精度以纳米计（电子测试以微米计），业内公认最难环节；切换成本高、验证周期长 | 罗博特科（ficonTEC）联讯仪器TeradyneAdvantestFormFactor |
| 2 | 光学耦合/光引擎装配 | 亚微米级有源对准、8–32 通道并行耦合、光纤阵列端面处理；CPO 后单台价值量大幅抬升；国内与 ficonTEC 在纳米级全自动产线方案上仍有差距 | 罗博特科（ficonTEC）科瑞技术博众精工猎奇智能 |
| 3 | 高速测试仪器 | 65GHz+ 采样示波器、1.6T 误码仪模拟前端设计；国产化率仅约 10%，替代空间最大；每代速率升级单价翻倍 | Keysight联讯仪器 |
| 4 | 混合键合设备 | <10μm 间距无凸点键合、晶圆级对准与洁净度控制；CPO 3D 集成（SoIC-X 类）的唯一路径，全新增量市场 | BESIEV GroupAMAT |
| 5 | 高精度共晶贴片 | ±0.5–1μm 贴装精度、升降温速率控制、EIC/PIC 多芯片工艺兼容性 | BESIPalomar博众精工科瑞技术 |
| 6 | 老化与可靠性测试 | 高温高电流并行老化、上千通道 SMU 集成（Chroma 单系统 1,792 通道）；晶圆级老化（WLBI）为高功率新方向 | ChromaAehr联讯仪器 |
| 7 | 前道光刻/刻蚀/沉积 | 硅光用 DUV 即可（避开 EUV 垄断），但波导侧壁粗糙度、Ge 外延均匀性等特种工艺 know-how 构成软壁垒；国产中微/北方华创/拓荆已具配套能力 | ASMLLam中微北方华创拓荆 |
证据链：800G→1.6T 产线新增投资 70–80% 来自测试；示波器/误码仪单价翻倍；CPO 落地后测试节点从 1 增至 5。国产化率仅约 10%，处于陡峭渗透期。标的：联讯仪器（688808）、Keysight、Teradyne、Advantest、Chroma。
证据链：耦合占封测设备约 40%（2028E 约 194 亿元）；CPO 封装设备强度从 20% 升至 44%；多通道并行耦合使单台价值量大幅抬升，头部集中。标的：罗博特科（300757）、科瑞技术（002957）、博众精工（688097）、BESI。
证据链：陕西 8 英寸中试线 7.5 亿元通线、上海"硅光芯源"（8+12 英寸）、星钥光子 8 英寸产线 2026 年底通线；2027 年硅光前道设备需求约 130–200 亿元。标的：中微公司、北方华创、拓荆科技、精测电子。
证据链：台积电 COUPE 采用 SoIC-X 混合键合（<10μm），2026 年 CoWoS CPO 量产爬坡；CPO 规模化窗口 2028–2029（Lightmatter 预期）。标的：BESI、EV Group（未上市）、AMAT。
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