共同封裝光學(CPO,Co-Packaged Optics)的晶片,已經做得出來了。
真正卡住量產的是最後一步:把光從一條光纖,接進晶片上的光通道。單模光纖的纖芯截面約 78.5 平方微米,晶片上的光波導只有 0.099 平方微米——兩者差了約 800 倍。
這篇拆的是後段的三道閘門:FAU(光纖陣列單元,Fiber Array Unit)、ELS(外部光源,External Laser Source)、光電測試,以及它們背後那條剛長出來的全球零組件供應鏈。
CPO 的成本重心不在前段:晶圓與基板約占四成,後段封裝與製造約占六成,而後段之所以貴,是因為光纖對接(FAU)仍大量靠人工、良率與效率都還不到量產水準,一顆矽光子晶片(PIC,Photonic Integrated Circuit)全檢平均要花 超過 100 秒。FAU 在物料成本裡只占 5~10%(BofA Global Research 估),卻是整條線的閘門——這就是台積電(2330)當年會直接把大立光(3008)找去問「明明能做,為何不出貨?」的原因。成本占比小,不代表風險占比小。
先把 CPO 拆成兩段。
前段是「做出一顆會走光的晶片」——矽光子晶片(PIC)加上驅動電路(EIC,Electronic Integrated Circuit)。這是台積電(2330)、Broadcom 博通($AVGO)這種等級的公司在解的問題,而且大致解完了。
後段是「把光接上去、封起來、再證明它真的能用」。錢和麻煩都在這一段:
成本分布來自產業分析(科技新報,2026/5)。三道閘門是本文的整理框架,不是任何一家公司的官方分類。
傳統半導體封裝處理的是電——接點是金屬,對位誤差幾微米內都還能通電。光不一樣:光要走進波導,位置差半微米,功率就掉一大截,甚至完全進不去。
而且電訊號可以用探針一次量完,光訊號要量的是插入損耗、偏振相依損耗、響應度、波導傳輸損耗、串音五類特性,目前還沒有統一的測試標準。
資料在晶片之間傳,走銅會衰減、走光不會。CPO 就是把「電轉光」這道工序,從機箱前面板搬到緊貼運算晶片的封裝裡,讓電訊號只走幾毫米就變成光。
問題是:搬進去以後,光纖也得跟著接進去。而封裝內部的空間、熱、以及回焊製程的高溫,對光纖來說全都是敵人。這就是後段變成主戰場的原因。
FAU(光纖陣列單元,Fiber Array Unit)是整個 CPO 供應鏈裡最常被點名的瓶頸。它做的事講起來很簡單:把好幾十條光纖排整齊、固定牢,讓每一條射出來的光都精準對進晶片上的波導。難在數字。
頭髮只是給你一個手感——真正要做的事,是把光從中間那條(10 微米的光纖纖芯)射進最下面那條(0.5 微米的波導),而且不能漏太多——這就是「對準」兩個字在 CPO 裡的實際意思。業界一般的對準精度是 0.5~0.8 微米,大立光(3008)宣稱做到 0.3 微米以下;而且要上百條光纖同時做到,還要撐過封裝回焊的高溫。
纖芯與波導的面積數字取自產業分析(科技新報,2026/5);波導的 0.5 × 0.2 微米是對應該面積的常見尺寸,非單一產品規格。頭髮直徑因人而異,此處取常見的 70 微米。
剖面為示意,垂直方向有放大:實際光纖直徑約 125 微米(含包覆層),波導只有次微米級,無法在同一張圖上等比例呈現。本圖畫的是「邊緣耦合」——光從晶片側邊水平射入。另一種主流做法是「光柵耦合」,光從晶片正上方垂直入射、再由表面光柵轉進波導;NVIDIA、AMD 與 Ayar Labs 目前偏好後者。兩者的端面角度與組裝方式不同,但 V 型溝槽、光纖、微透鏡這三樣零件是共通的。完整代號與其他環節見下方供應鏈表。
上面的剖面圖是示意。真正裝起來是這個樣子——Lightmatter 與 SENKO 在 2026/3 發表的 vClick Optics 可拆式 FAU:
圖片來源:Lightmatter vClick Optics 產品頁(原廠產品圖,未經修改)
照著看三個地方:(1)中央玻璃視窗底下就是矽光子晶片,四周一圈金色點是它對外的電氣接點;(2)封裝下緣那個用螺絲鎖住的金屬壓件,就是把 FAU 壓在晶片邊緣、維持對準的機構;(3)從壓件伸出來的三束黃色細線是單模光纖——整篇文章講的難題,全部發生在光纖末端與那顆晶片相接的幾十微米之內。
這顆的規格也直接說明產業在往哪走:插拔損耗低於 1.5 dB、可重複插拔 50 次以上、支援 80 奈米以上波長範圍,而且採晶圓級被動對準、完全不需要主動對準。可拆的意義是:光引擎可以先驗好再跟昂貴的 ASIC 組合,壞了也能單獨換掉,不必整顆報廢。
FA(光纖陣列)是半成品:把裸光纖放進 V 型溝槽、用膠固定、排出精確間距,就是 FA。
FAU(光纖陣列單元)是成品:FA 再加上後段加工——端面研磨成特定角度、視需要整合微透鏡或 90 度稜鏡、加上外殼與測試。毛利和技術門檻都在後面這段,這也是為什麼「能做 FA」和「能出貨 FAU」是兩件事。
業界標準做法是篩選——挑出表現最好的 V 型溝槽,配上表現最好的 FA,不合格的丟掉。既慢又貴。
大立光的做法是主動補償:讓有偏差的 V 型溝槽去配有偏差的 FA,讓兩邊的誤差互相抵銷。結果是精度做到 0.3 微米以下,而業界一般是 0.5~0.8 微米。這是一家做了四十年鏡頭對位的公司才拿得出來的招式。
這是整個 CPO 架構裡最反直覺的一件事。既然要把光引擎(OE,Optical Engine)搬進封裝,為什麼不乾脆連雷射也一起搬進去?答案有三個,每一個單獨拿出來都足以否決它。
左邊是把雷射封進封裝裡的下場:它緊貼系統最燙的地方,壽命被熱吃掉,而且一旦壞了,整顆晶片跟著報廢。右邊是 ELS 的做法:雷射搬到機箱前面板一個涼爽、可插拔的小模組裡,用光纖把光送回封裝。
矽是間接能隙(indirect bandgap)材料,電子躍遷時能量主要以熱的形式散掉,不會變成光。所以矽光子晶片能調變、導引、接收光,就是不能產生光。
光源一定要用磷化銦(InP,Indium Phosphide)這類直接能隙材料另外做,它天生就是外掛零件。
雷射是公認故障率最高的元件之一,而且怕熱。把它封進封裝,等於把最脆弱的零件放在整個系統最燙的位置——緊貼運算晶片。
更糟的是故障波及範圍(blast radius):整合進 CPO 引擎的雷射一旦掛掉,拖垮的是整顆晶片,不是一個模組。
把連續波(CW,Continuous Wave)雷射拉出封裝之後,一顆高功率光源可以同時供給多個矽光子光引擎。這在系統層次同時省了功耗、散熱與成本。
代價是光在路上會損耗——連接器損耗、耦合損耗、調變器效率都要扣。所以這類系統裡每顆雷射得輸出到 24.5 dBm(約 280 毫瓦)等級的光功率才夠用。
產業把外部光源標準化成前面板可插拔模組——ELSFP(外部雷射小型可插拔模組,External Laser Small Form-factor Pluggable),由 OIF(光互連論壇,Optical Internetworking Forum)制定實作協議。
好處很實際:壞了現場換一個就好,不用把整台交換器拆開。Lumentum($LITE)的 ELSFP 工作在 1311 奈米、單波長最高 24 dBm、雙 TEC 溫控;Applied Optoelectronics 應用光電($AAOI)在 OFC 2026(光纖通訊展,這個領域一年一度的主場)展出 25 dBm 版本。
圖片來源:SENKO ELSFP Connector 產品頁(原廠產品圖,未經修改)
左邊是插頭、右邊是插座,前端兩個白色的是光纖套圈。整個外部光源模組就靠這個介面掛在交換器前面板上——雷射壞了,抽出來換一個,機器不用停下來拆封裝。這就是把雷射移出封裝換來的東西。
光引擎數量為示意。光功率預算 24.5 dBm 出自 SemiAnalysis 對此類系統的分析;實際規格因產品而異。
前兩道閘門至少大家都知道要解。第三道最容易被忽略,卻可能是最先卡住產能的:做得出來,不代表驗得完。
目前的光耦合對位,大量環節仍靠人工操作——這既慢又難以複製。整條 CPO 產線能不能放量,很大程度取決於這件事什麼時候被機器接手。
後三格的圓環=該工時佔「一整天」的比例,同一把尺。第一格是單顆晶片的檢測時間,尺度不同,所以不畫比例。時程數字出自摩根士丹利 2026/7 報告(經科技新報)。
傳統半導體測試只量電特性,探針一放就量得到。CPO 要同時量光和電,而且光的指標有五類:插入損耗、偏振相依損耗、響應度、波導傳輸損耗、串音。
更麻煩的是目前沒有統一的測試標準——每家客戶、每個平台的驗收方式都不一樣,設備商很難用一台機器打天下。
CPO 測試橫跨四個層級,其中矽光子晶圓級測試(OWAT,Optical Wafer Acceptance Test)最關鍵——愈早篩掉壞的晶粒,後面的封裝與對接工時就愈不會白花。
這也是為什麼設備商突然變成這條鏈上最被看好的一段:瓶頸在哪,設備錢就流到哪。
傳統由 Advantest(日 6857)與 Teradyne($TER)主導的自動測試設備市場,正在往 CPO 延伸:
Advantest 與 FormFactor($FORM)合作探針技術;Teradyne 於 2025 年收購 Quantifi Photonics,並與 ficonTEC(德,未上市)合作。台廠這邊,致茂(2360)的 CPO 測試設備已取得訂單,規劃 2026 年試產、2027 年量產。
矽光子晶片(PIC)產能是另一個可觀察的刻度:台積電 PIC 產能自 2026 年第二季約每月 1 萬片,第四季提升到 1.5 萬片,2028 年目標 2.5 萬片。
對照第一代 COUPE 平台鎖定 1.6 Tbps 光學頻寬、2026 年進入量產——這條時間軸的每一格,都需要測試產能同步跟上。
下表整理自 BofA Global Research 的 CPO 關鍵供應商圖(經科技新報刊出),逐格複核代號與角色後重排。這張表的價值不在單一公司,而在看出同一個名字重複出現在幾層——那才是這條鏈上真正的位置。
電↔光轉換的核心。CPO 就是把這顆搬到運算晶片旁邊
在基板上刻出溝槽,讓每條光纖卡進固定位置
裸光纖本體,公差直接疊加到最終對準精度上
把發散的光收束、轉向,再送進晶片上的波導
把上面三樣組起來、研磨端面角度、測試出貨。毛利在這一段
磷化銦(InP)連續波雷射晶片本身,矽做不出來的那一塊
把雷射晶片封成前面板可插拔的 ELSFP,含溫控與保偏光纖
機箱內上百到上千條光纖的收納與路由管理
多芯光纖的插拔介面,決定現場好不好維修
把光引擎裝上板、對接光纖、全檢出貨
對準機、耦合機、光電測試機——瓶頸在哪,設備錢就到哪
台灣公司 =台灣上市櫃。橘、綠、紅三個色帶對應本文的三道閘門(FAU/外部光源/封裝測試)。原圖為 BofA Global Research 的關鍵供應商整理、經科技新報刊出;本頁逐格複核代號與角色分類後重排為分層板,並補上每一列「在做什麼」。DS Precision 公開資訊有限,保留原圖名稱、不另行推測其業務範圍。
天孚通信(中 300394)出現在七層裡的五層——V 型溝槽、微透鏡、FAU 組件、ELS 模組、光纖整線盒。第三方機構估其 FAU 全球市占已超過 50%(公司未就該數字表態)。
公司公開說明其 FAU 與 ELS 外置光源已對北美雲端業者批量穩定交付,良率與交付進度符合預期。2025 年營收人民幣 51.63 億元、年增 58.79%,歸母淨利 20.17 億元、年增 50.15%。
FAU 與 ELS 兩大閘門的供應商名單裡,中國廠商密度明顯高於其他環節——天孚通信、炬光科技、源杰科技、長飛光纖、中際旭創、新易盛、太辰光。
這對台廠是機會也是難題:客戶有分散供應鏈的動機,但也代表台廠切進去時,對手不是初創公司,而是已經在量產、良率已經爬完的既有供應商。
這是這篇最想講清楚的一件事。FAU 在物料成本裡只占 5~10%,可是它決定整條線動不動得了。這兩個比例不一樣,而投資判斷經常把它們混為一談。
單機成本結構 取自 SemiAnalysis 對 CPO 交換器的建模。
FAU 占比 為 BofA Global Research 的估計值,本圖把它套用在物料金額上換算成金額區間。
兩者皆為第三方估計,不是廠商公告數字。
以 GB300 NVL72(NVIDIA 一櫃 72 顆 GPU 的機櫃級系統)搭三層網路架構估算:導入 CPO 讓網路成本降約 31%,聽起來很多——但攤到整個叢集,總成本只降約 3%,因為伺服器硬體才是 TCO(總持有成本,Total Cost of Ownership)的大宗。
省電也一樣:網路層省 23%,叢集層只剩 2%。
如果只看省錢,這筆帳其實不太成立。CPO 之所以非做不可,是因為銅在高速率下根本走不了那麼遠——這是物理限制,不是成本選擇。
這也是判斷這整條鏈的第一原則:需求來自物理,不來自投資報酬率(ROI)。物理需求不會因為景氣轉差就消失,但也不會因為題材熱就提前。
BofA 那張圖上,台廠出現在光學引擎(台積電)、微透鏡與 FAU 組件(大立光、上詮)、光纖整線盒(波若威)、封測(鴻海、日月光投控)與設備(致茂)。但那張圖漏掉了幾家已經在動的公司,補上之後這條鏈才完整。
| 公司 | 在 CPO 這條鏈上做什麼 | 目前進度(公開資訊) |
|---|---|---|
| 大立光 3008 |
FAU 組件、微透鏡、PMLA 多通道光學模組透鏡組 | 展出四層堆疊 FA 與雙排 80 通道 PMLA,支援 6.4T;對準精度 0.3 微米以下。2026/9 完成首條自動化試產線,試產到小量約需 6–12 個月。2026/6–7 斥資逾 20 億元購入三處廠房,並以換股將大陽科技轉為 100% 子公司 |
| 上詮 3363 |
FAU 組件 | BofA 圖與 Wiwynn 供應鏈展板皆列名;矽光子與光通訊布局持續推進 |
| 先進光 3362 |
V 型溝槽、MT 套圈、超穎透鏡 | V 型溝槽已切入並送客戶驗證(COMPUTEX 2026 董事長說法);FAU 樣品 2026/8 送客戶驗證,2027 年量產。大立光持股約 15.2% |
| 玉晶光 3406 |
MT 套圈、準直鏡、稜鏡、V 型溝槽 | 光通訊零組件已送樣並出貨;量產規劃落在 2027–2028 年 |
| 兆赫 6442 |
子公司 AuthenX 的可拆式 2D FAU(40 透鏡) | 主打可拆架構——模組壞了不必整顆報廢,現場換裝、縮短對準工時。COMPUTEX 2026 展出 CPO 晶片樣品應用 |
| 致茂 2360 |
矽光子與 CPO 光電測試設備 | CPO 測試設備已取得訂單,規劃 2026 年試產、2027 年量產 |
| 萬潤 6187 |
封裝與對位設備 | 被列為 FAU 相關設備供應者之一(大摩 2026/7 報告) |
| 鴻勁精密 7769 |
測試分選機(Handler)、主動式溫控 | SoC 測試分選機(把晶片一顆顆送進測試機、控溫、分類的自動化設備)龍頭,下一步切入 CPO 測試;被列為 FAU 相關供應者之一(大摩 2026/7 報告) |
| 日月光投控 3711 |
CPO 封裝測試 | BofA 圖列名封測環節;與台積電並列為台灣矽光子供應鏈主要推手 |
進度均為公開資訊整理,非公司財測。個股數字請以最新法說與公開資訊觀測站為準。
先把名詞講清楚。FAU 是把光纖排進 V 型溝槽固定住,而「排幾層」有兩種做法:
・一維(1D)=一排。所有光纖並排躺在同一層溝槽裡,像一排並列的鉛筆。做法成熟、對準相對單純。
・二維(2D)=多排疊起來。大立光展出的是四層——四排光纖上下疊成一個方陣,每層 10 條,一次接 40 條光。同樣的晶片邊長能塞進四倍的通道數,但每一層都要各自對準,難度不是加法而是乘法。
大立光展出的四層堆疊 FA 與 6.4T 規格,領先市場主流(800G 到 1.6T)約三個世代。這是技術實力的證明,但公司自己也說明:目前客戶的規格需求只有單層(一排),多層需求預估要三到四年後才會出現,雖然 AI 算力需求可能讓時程提前。
換句話說,「展出什麼」和「今年出貨什麼」之間有一段真實的落差。把展場規格直接當成營收預期,是這條鏈上最容易犯的錯。
一個好的產業框架,要能說出自己在什麼情況下會錯。以下三件事若成立,本文對 FAU 這個位置的評價就要下修。
Corning($GLW)的 Glass Bridge 採邊緣耦合(Edge Coupling)架構,長期可能壓縮 FAU 的整體市場規模。
但摩根士丹利 2026/7 的判斷是:量產仍遠——目前僅支援一維光纖陣列,主要客戶 NVIDIA、AMD、Ayar Labs 偏好光柵耦合(Grating Coupling)架構,設計架構短期不易全面改變,台積電 COUPE 平台也還沒有專案採用。
FAU 現在值錢,是因為它是瓶頸。一旦自動化對位設備成熟、良率爬上來,這個環節會迅速變成拚產能與成本的標準品。
參考點:天孚通信已對北美雲端業者批量穩定交付、良率符合預期。領先者已經在爬完良率曲線的路上——後進者要進場,面對的是成本競爭,不是技術空白。
SemiAnalysis 指出:客戶採用台積電 COUPE 方案,實質上就承諾使用台積電製造的矽光子晶片——台積電不封裝其他晶圓廠的矽光子晶圓。
這對整條鏈的意義是:上游平台選擇會直接決定下游哪些零組件供應商進得了名單。零組件廠的競爭力不只看自己做得多好,也看它押的平台。
NVIDIA 的 Quantum-X Photonics 交換器已開始出貨,Spectrum-X 乙太網路光子版進入量產;Broadcom 的 Tomahawk 6 Davisson(102.4 Tbps,採用台積電 COUPE)向早期客戶送樣。
但這些都還在首批部署階段。Marvell 邁威爾($MRVL)透過收購光互連新創 Celestial AI 切入,指引到 FY28 第四季(其會計年度,約當 2027 年底)才達 5 億美元的 CPO 年化營收,再過一年翻倍到 10 億美元——這是一條以「年」為單位推進的曲線,不是季度題材。
這篇的關鍵詞,一句話版。
研究整理:Jazz Lien · 資料截止 2026/8/17 · 示意插畫由 Gemini 生成 · 個股僅為產業鏈標的整理
主要資料來源:供應鏈表整理自 BofA Global Research(經 科技新報 刊出); 科技新報:台積電疑問「明明能做為何不出貨?」大立光 300 天急行軍搶攻 CPO(2026/8/15); 科技新報:大立光 CPO 火力全開,四層 FA、PMLA 搶先卡位 6.4T 時代(2026/6/17); 科技新報:CPO 檢測成為量產關鍵瓶頸(2026/5/6); 科技新報:Glass Bridge 來勢洶洶,大摩:具潛力但短期難撼動 FAU 市場(2026/7/9); 數位時代:FA、FAU 是什麼?大立光、玉晶光、先進光 CPO 進度一次看; SemiAnalysis: Co-Packaged Optics — Scaling with Light; Lumentum ELS 模組規格;天孚通信(300394)公開說明與 2025 年報摘要。
延伸閱讀:CPO 共同封裝光學:AI 互連的銅牆與三條光路線——為什麼要走光、以及台灣隊在系統層卡哪一段。