互联层价值的上游闸门:EML 激光器、硅光、CPO 良率与 CoWoS 产能,是否决定谁真正捕获光互联利润?国产替代能多快打开这道闸?
- 看板: [source-id-redacted] · 研究记录 3/8 · 共享
- 分析师: 半导体分析师(semiconductors-analyst)· 立场: 压力测试(stress-test)
- 工作日期: 2026-07-04(Asia/Singapore)
- 承接: 研究记录 01(能源)——约束已从 GPU 迁移到电力与散热(th_T01);研究记录 02(AI 基础设施)——互联层是可转化约束,价值集中于光模块/scale-up 芯片/机柜内 IP。
工作区说明: 运行时
研究档案与research note/目录并不存在(仅有 research note、research note 报告);本报告片依据会话简报快照内嵌的研究记录 01/02 摘要与实存的 research note 报告文件重建。三份交付物均在下方全新写就。
1. 核心判断(Thesis)
研究记录 02 找对了互联层的"利润池",却把"定价权"归错了层。 光互联的毛利是被上游闸门锁定的,而非中游。中国光模块龙头(中际旭创、新易盛)掌握组装产能,当下毛利率创新高、ASP 逆势上行——但这份定价权是借来的抵押品,完全建立在三个它们并不掌控的上游稀缺之上
- 200G/lane EML 激光器——Lumentum 是唯一量产供应商,供需缺口 25–30% [S5][S6]。
- CoWoS/先进封装产能——台积电到 2026 年底爬升至约 13 万片/月(较 2024 年底约 4 倍),但 CoWoS-L/-S 已全线订满,供需缺口仅从约 20% 收窄到约 10% [S1][S2][S4]。
- CPO/硅光装配良率——耦合损耗、翘曲与测试无统一标准,使 CPO 成为全栈中最难、最不可返修的环节 [S9][S10]。
这些闸门一身二职:既压制模块厂毛利(元器件成本+配额风险),又设定 CPO 商用节奏(2026 渗透率约 0.55%,真正放量在 2028 年后)[S11]。真正握着收费站的,是 EML 芯片、InP 晶圆线、CoWoS 产能位与硅光/耦合 IP 的拥有者——而非组装模块厂。 国产替代方面:中游已经拿下;上游闸门开得慢且不均匀,恰好落在 th_T09 的良率/物理边界线上。本报告片对研究记录 02做压力测试而非否定——价值池真实存在,但其最可防御的租金坐落在比研究记录 02 所定位置更靠上的一层。
2. 闸门 #1 — 200G/lane EML:唯一最硬的卡点
1.6T 光模块需要 200G/lane EML(电吸收调制激光器)。Lumentum 是唯一量产 200G/lane EML 的厂商,供需缺口 25–30% [S5][S6]。这稀缺是结构性而非周期性的
- 晶圆尺寸护城河。 Coherent 在德州 Sherman 运行 6 英寸磷化铟(InP)线;Lumentum 正从 3 英寸追赶。单片更多裸芯是制造护城河——这是以年计、非以季计的资本+认证壁垒 [S6]。
- 英伟达锁死了供给。 2026-03-02,Nvidia 分别向 Lumentum 和 Coherent 各投约 20 亿美元(合计约 40 亿美元),另投 Scintil Photonics 与 Ayar Labs——锁定优先产能与先进激光器件的远期获取权 [S5][S6]。这是垂直整合保险,也把对手挤出:分析指出竞争者获取被推迟到 2027 年之后 [S5]。
- 需求校验。 麦肯锡(经行业媒体)警示 800G 模块产量到 2027 年前低于需求 40–60%——即缺口由激光器/元件封顶,而非组装封顶 [S5]。
压力测试要点: 光通信里最肥、最持久的租金,坐落在 EML 芯片+InP 晶圆拥有者手中,其客户(英伟达)已付费锁定。模块厂 ASP 上行(2025 年约 1,200→2,000 美元,+67%,见研究记录 02 [S12])正是因为这份稀缺——意味着模块毛利是上游紧张的转嫁,而非组装厂自建的护城河。当 EML 供给追上(2027 年后),ASP 顺风会先在组装厂逆转、最后才轮到芯片拥有者。
3. 闸门 #2 — CoWoS/先进封装:产能在扩,但仍是闸门
CoWoS 同时锁两样东西:它封装的 GPU/XPU,以及日益增多的、CPO 需共封的硅光引擎。
- 扩产真实但不够。 台积电 CoWoS 从约 3.5 万片/月(2024 年底)→ 7.5–8 万 → 2026 年底 12–13 万片/月,两年内约 4 倍,2022–2027 CAGR >80% [S1][S2]。AP7(嘉义)、AP8(南科)正搬入设备 [S1]。
- 却仍订满。 CoWoS 供需缺口 2026 年底仅从约 20% 收窄到约 10%;CoWoS-L/-S 全线订满,溢出订单流向 OSAT 伙伴(日月光 CoWoP)[S4][S3]。下一代 CoPoS 研发线(采钰)要到 2026 年年中才完成材料/设备认证 [S1]。
- 为何它卡的是光而不只是 GPU: CPO 硅光引擎与 2.5D 光互连中介层,和 GPU 抢的是同一批先进封装/中介层产能——所以 CoWoS 短缺会同时掐住 CPO 放量和 GPU 放量。这正是 CPO 无法在路线图乐观时点翻量的物理原因。
压力测试要点: 先进封装是横跨研究记录 01(算力)、研究记录 02(互联)与本报告片的共享上游闸门。它是最能封顶整个 AI 硬件复合体单位产出的单一资产——而掌控者是台积电+一小撮 OSAT,而非任何下游玩家。
4. 闸门 #3 — CPO/硅光良率:为何商用时钟走得慢
研究记录 02 称 CPO 是"释电杠杆"。没错——但良率/可维护性税让它在 2028 年前难以在量级上产生影响
- 耦合损耗其实是功耗问题。 外部激光源(ELS)耦合损耗 1.8–3 dB,会使激光功耗上升 50–100%(若无纳米级对准)[S9]。所以一次失败的耦合会把 CPO 本要省下的瓦特重新导回(撞上 th_T01 的天花板)。
- 可返修性≈零。 "任一环节的良率波动都因共封组件返修性有限而放大成本"——中介层/基板越大翘曲越严重,规模化光纤耦合尚未解决 [S9]。
- 测试才是真瓶颈。 行业缺乏统一的 CPO 检测/测试标准,流程仍以人工为主——TrendForce 称测试是"CPO 量产的关键瓶颈" [S10]。
- 市场曲线印证慢。 CPO 渗透率约 0.55%(2026)→ 2.2%(2027)→ 7.2%(2028)→ 22%(2029)→ 约 36%(2030) [S11]。2026 是规模商用试点(英伟达 Quantum-X / Spectrum-X 供 Meta/Oracle/Microsoft/AWS),并非放量年 [S11]。
硅光是务实的桥梁。 硅光方案份额从 20%(2025)→ 40%(2026);1.6T 硅光占该市场约 60–70%,较 EML 便宜约 30%、功耗低约 40%,头部良率 >95% [S11]。中际旭创以全自研硅光芯片、约 95% 良率、约 30% 成本优势出货 1.6T [S11]。关键在于:硅光绕开了 EML 芯片短缺(用更少、更简单的 CW 激光器)——但它仍需 CoWoS 级封装与低损耗耦合,等于以闸门 #1 换闸门 #2/#3。
5. 谁真正握有定价权——分层图谱
| 层级 | 谁掌控 | 定价权 | 国产替代状态 |
|---|---|---|---|
| 200G/lane EML 芯片+InP 晶圆 | Lumentum(唯一量产)、Coherent(6 英寸 InP) | 最高——英伟达已预付锁定 | 最弱——源杰 100G 爬坡、200G 客户验证中 [S7][S8] |
| CoWoS/先进封装 | 台积电(+日月光溢出) | 高——全线订满,缺口 20%→10% [S4] | 起步——盛合晶微/通富/长电;2026 国内约 2–2.6 万片/月,良率 75–80% vs 台积电约 90% [S3] |
| 硅光引擎+耦合 IP | 英伟达、中际旭创(自研硅光)、天孚通信(FAU/OSA) | 上行——绕开 EML 的桥梁 | 最强的国产杠杆——硅光份额 20%→40% [S11] |
| 光模块(组装) | 中际旭创约 50–60% 1.6T 份额、新易盛 | 借来的——上游稀缺的转嫁 | 已拿下——中国中游主导 [S12] |
| Scale-up/机柜 IP | Astera、Credo(研究记录 02) | 中等 | 国产存在感极低 |
相对研究记录 02 的反转:模块行的毛利最不可防御,因为它资本化的是一份既不拥有、也不掌控的稀缺租金。其上各行才是持久收费站所在。
6. 国产替代——空间与时点(回答"中国能多快打开闸门")
这是对 th_T09 的直接印证(国产替代溢价属于设备/材料/成熟制程/绕硅侧,不属于先进制程叙事)
- EML 芯片(闸门 #1)——最慢。 源杰科技是少数具备 InP 全自主工艺的大陆厂商:100G EML 量产爬坡(2025)、200G PAM4 EML 原型验证/客户验证中,CW 70mW 已量产、100mW 客户验证 [S7][S8]。2025 上半年净利 同比 +330.31%;公司募资 12.51 亿元扩产,成为科创板第二只"千元股" [S7][S8]。但 200G/lane 的量产——对 1.6T 真正要紧的部分——仍落后 Lumentum 约 12–24 个月,后者排单已过 2027 [S8]。闸门 #1 最早 2027–2028 才打开。
- CoWoS(闸门 #2)——中速,政策推动。 盛合晶微是大陆唯一 2.5D 芯粒量产厂商(华为昇腾/鲲鹏),科创板募资 50.28 亿元;通富微电新增 31.2 万片晶圆级;长电规划 2026 年 0.5–0.8 万片/月 CoWoS、良率 75–80% [S3]。国内 2.5D 合计约 2–2.6 万片/月(2026)→ 约 5 万(2027),良率 2027 年接近 90%,国产化率 >60% [S3]。闸门 #2 收窄最快,因它靠资本+政策驱动且良率可改善——但仍是 2027 年的故事。
- 硅光(闸门 #3)——最快的杠杆,已在动。 因硅光绕开 EML 芯片,且中际旭创/天孚已以约 95% 良率自研硅光,这里国产价值捕获受闸门约束最少——中国偏好硅光路线的理由不是成本,而是围绕 EML 卡点的供应链主权 [S11]。
时点结论: 闸门逐层打开、而非一次开 ——硅光/耦合(当下—2027)→ CoWoS(2027)→ 200G/lane EML(2027–2028)。任何按"2026 全面国产突破"建模的人,都在与 th_T09 的良率/物理边界对撞。
7. 立场与本院理论关联
- 对研究记录 02 做压力测试(非否定)。 互联层利润池真实,但其定价权坐落在研究记录 02 聚焦的模块厂上游一层。模块毛利是 EML/CoWoS/硅光稀缺的转嫁;当上游闸门缓解(2027 年后),它是最高 beta 的受损方——呼应研究记录 02 自己"若资本开支指引下调 >15%,光模块是最高 beta"的提示 [S12]。
- 强力支持 th_T09。 国产替代按良率/物理边界定价:模块(已拿下)、硅光(在动)、CoWoS(75–80% 良率、2027 收窄)、200G/lane EML(落后 12–24 个月、2027–2028)。没有"全面突破"——闸门逐层开。
- 延展 th_T07。 在拥挤的 AI 硬件复合体中,订单可验证、最不投机的敞口在上游(有英伟达预付的 EML/InP 拥有者、订满的 CoWoS)——而非 ASP 空间最薄的拥挤模块股。应向收费站层轮动、离开转嫁层。
- 新的可证伪判断: 模块厂毛利的首个可观测裂缝,将出现在 Lumentum/Coherent 200G/lane 产出与 1.6T 需求约达平衡之时(关注 OFC-2027 产能披露)。那才是"借来的定价权正被上游收回"的领先指标,而非资本开支下调。
置信度: 0.70。EML 独家、CoWoS 订满、CPO 渗透曲线来源扎实;国产良率/时点的具体数字离散度较大,部分源自卖方渠道纪要。
资料来源 / Sources
- [S1] FinancialContent / TokenRing, "TSMC to Quadruple Advanced Packaging Capacity: Reaching 130,000 CoWoS Wafers Monthly by Late 2026" — https://markets.financialcontent.com/stocks/article/tokenring-2026-2-5-tsmc-to-quadruple-advanced-packaging-capacity-reaching-130000-cowos-wafers-monthly-by-late-2026
- [S2] FinancialContent / TokenRing, "The Great Packaging Pivot: How TSMC is Doubling CoWoS Capacity to Break the AI Supply Bottleneck through 2026" — https://markets.financialcontent.com/stocks/article/tokenring-2026-1-1-the-great-packaging-pivot-how-tsmc-is-doubling-cowos-capacity-to-break-the-ai-supply-bottleneck-through-2026
- [S3] cls.cn(财联社),"五大客户携手追单!台积电CoWoS再扩产 明年月产能增长120%" / 艾邦半导体网,"从2025年报与2026一季报,读懂先进封装与高端测试" — https://www.cls.cn/detail/1514939 ; https://www.ab-sm.com/a/74967
- [S4] TrendForce, "TSMC CoWoS Supply-Demand Gap Reportedly Seen Narrowing from 20% to 10% by End-2026 as Capacity Expands" — https://www.trendforce.com/news/2026/06/15/news-tsmc-cowos-supply-demand-gap-reportedly-seen-narrowing-from-20-to-10-by-end-2026-as-capacity-expands/
- [S5] TechTimes, "AI Data Center Optical Component Shortage: Nvidia's $4B Laser Lockup Pushes Rivals Past 2027" — https://www.techtimes.com/articles/317281/20260527/ai-data-center-optical-component-shortage-nvidias-4b-laser-lockup-pushes-rivals-past-2027.htm
- [S6] Chipstrat(Austin Lyons),"Lumentum and the Laser Bottleneck" ; TrendForce, "AI Data Centers Ignite a Laser Shortage Wave; Nvidia's Strategic Lock-In Reshapes the Global Laser Supply Chain" — https://www.chipstrat.com/p/lumentum-and-the-laser-bottleneck ; https://www.trendforce.com/presscenter/news/20251208-12823.html
- [S7] STCN(证券时报),"源杰科技2025年半年报业绩亮眼,净利润同比大增330.31%" ; 凤凰网,"源杰科技12.51亿扩产光芯片" — https://www.stcn.com/article/detail/3312781.html ; https://finance.ifeng.com/c/8rqUo3YY5lI
- [S8] 知乎,"AI 算力时代核心光器件深度解析:EML 光芯片产业全景观察" / cnblogs,"源杰科技国产激光器芯片-光模块源头" — https://zhuanlan.zhihu.com/p/2053853556499805155 ; https://www.cnblogs.com/zafu/p/19176972
- [S9] Siemens EDA 博客, "Five Key Trends of Co-Packaged Optics (CPO) in 2026" — https://blogs.sw.siemens.com/semiconductor-packaging/2026/02/05/five-key-trends-of-co-packaged-optics-cpo-in-2026/
- [S10] TrendForce Insights, "The Critical Bottleneck in CPO Mass Production? It's Testing" — https://insights.trendforce.com/p/cpo-testing-market-opportunities
- [S11] 东方财富(caifuhao.eastmoney.com),"cpo光模块未来5年市场前景" ; OFweek,"中际800G占半壁,新易盛LPO抢滩" — https://caifuhao.eastmoney.com/news/20260412114107480528650 ; https://fiber.ofweek.com/2025-09/ART-210001-8420-30671297.html
- [S12] 研究记录 02(本会话),AI 基础设施分析师报告 — research discussion/dd3d568b-275a-4585-bc2f-421027ed3be3/research note/report.zh.md