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本文作者:豹投資
延續我們上週對 矽光子(Silicon Photonics) 的討論,當時我們探討了如將光學元件微縮並整合至矽晶片上,以期用光速取代傳統電子傳輸的瓶頸,這正是通訊與運算效能提升的關鍵技術。如果說 矽光子 是實現高速低耗資料傳輸的 「基礎構想與技術核心」,那麼本週我們要談的 共同封裝光學(Co-Packaged Optics, CPO),則是這項技術邁向商用化與規模化的 「實際製程與架構」。
而在台灣也有不少廠商已在CPO技術上部屬許久,哪些廠商在這波浪潮下有獲利機會?近期CPO又有甚麼可期待的新突破?讓我們一起往下看!
共同封裝光學 (Co-Packaged Optics, CPO) 是什麼?
CPO 可以想像成一種讓光通訊模組 更迷你、更靠近核心晶片 的新封裝技術。過去,光纖傳輸用的光收發模組(像雷射、接收器)通常是獨立的、插在機箱邊邊。但 CPO 把這些元件直接跟像是 交換器晶片(ASIC)或處理器(GPU/XPU) 等主要運算晶片,封裝在同一塊基板上,讓光訊號直接和運算核心「零距離對接」。
為什麼能做到?
因為背後有 矽光子(Silicon Photonics) 技術在支撐。矽光子就是用跟造晶片一樣的技術,在矽材料上刻出超微小的光學元件。這樣一來,光學元件就能夠跟電子晶片一起製造、一起封裝,變得又小又容易整合。
也因為這樣,CPO 可以說是「矽光子商用化的進階版本」,是半導體先進封裝技術應用在光通訊的成果。像 台積電的 COUPE 平台、日月光的 VIPack™,都在推動這種技術,把光跟電子融合在一起,打造下一代高效能運算方案。
為什麼需要 CPO?CPO 能解決什麼問題?
CPO 的發展,主要是為了幫資料中心解決三個大難題:
✅ 頻寬不夠快
✅ 功耗太高
✅ 資料傳輸延遲太久
傳統的架構是這樣的:交換晶片和光收發模組(光纖傳輸用的元件)之間,要靠一條條銅線來連接,通常有幾十公分長。當資料傳輸速度越來越快時,這些銅線的訊號衰減就越嚴重。為了補救,還得加上耗電又發熱的數位訊號處理器(DSP),讓資料傳輸不會失真。結果就是功耗暴增,資料中心電費越來越驚人。
而 CPO 的做法,就是把光收發元件直接封裝到核心晶片旁邊,讓原本幾十公分的電氣連接距離,縮短到只有幾毫米。這麼一來:
✨ 訊號衰減大幅減少,功耗最高可省 30%~50%
✨ 傳輸速度更快、延遲更低
✨ 機箱內空間更節省,頻寬密度大升級(晶片邊緣每毫米可達 1Tbps)
✨ 長期還有機會讓單位資料的傳輸成本降最多 40%
那 CPO 有什麼挑戰呢?
雖然 CPO 的前景看起來很好,但它要大規模商用,還有幾個難關要突破:
🔥 散熱問題大
CPO 把對熱很敏感的光學元件和發熱超大的交換晶片放在一起,熱度太高可能會讓光學元件效能變差甚至壞掉,這叫「熱串擾」。要解決,就得發展像液冷、浸沒式冷卻這種高階散熱技術。
⚙ 製造和測試難度高
CPO 封裝需要在超小的範圍內(微米甚至奈米等級)精準對位光纖與光路,一點點偏差就可能讓訊號品質大幅下降,對自動化設備和潔淨生產環境要求都很高。測試也更複雜,需要「光電同測」技術來檢查產品品質。
🔗 生態系統和維護挑戰
CPO 打破了原本「誰做光、誰做電」的分工,需要更多廠商一起合作開發。如果光學元件出問題,可能得換掉整組系統,維護和停機成本也變高了。
產業現況與最新進展
雖然挑戰不少,但 CPO 的推動腳步其實很快。現在業界還推出了像 近封裝光學(NPO)、線性驅動可插拔模組(LPO) 這類過渡方案,這不是說 CPO 不行,而是讓產業先往「更省電、更高密度」方向邁進,幫助後續全面導入 CPO。
產業標準上,OIF(光互連論壇)在 2023 年就公布了全球首個 CPO 標準,讓產品之間更容易互通。大廠動作也很積極:
💡 NVIDIA 計畫 2026 年推出採用 CPO 架構的下一代交換器與 GPU 平台(Rubin 系列)
💡 Broadcom 已在 2025 年展示 51.2T 的 CPO 交換機
💡 Lumentum 等光學大廠也推出專為 CPO 打造的高功率雷射
像 台積電 COUPE 平台、日月光 VIPack™ 平台,都在搶攻這波高效光電整合市場。未來誰能真正搞定「光、電、熱、力」的整合能力,誰就有機會成為 CPO 產業的大贏家。
🌟 CPO 的市場潛力有多大?
CPO 正處在商業化爆發的前夕,各大研究機構都看好未來十年的成長潛力:
✅ 根據 Yole Group 預測,CPO 市場規模將從 2024 年約 4,600 萬美元,以每年超過 100% 的速度快速成長,到 2030 年可能突破 80 億美元。
✅ 另一份報告則預估 2033 年達 26 億美元,不管數字怎麼變,都指向 CPO 將大幅成長、變成資料中心的主流技術。
出貨量方面,LightCounting 預測:
👉 全球 CPO 出貨數量將從 2023 年約 5 萬個,增加到 2027 年的 450 萬個。到時候,CPO 會佔高速資料傳輸設備(800G、1.6T 等)的約三成市場。
👉 產業普遍認為 2025 到 2026 年,會是 CPO 真正開始大量商用的關鍵時間點。
像 NVIDIA 就已經宣布,計劃在 2026 年推出搭載 CPO 架構的下一代交換器與 GPU 平台,這動作將帶動整個供應鏈大需求。Broadcom 也已展示 51.2T 的 CPO 交換機,顯示 CPO 已從實驗室走進市場。
🌟 台灣是 CPO 潛力股的大本營
台灣在這波 CPO 技術浪潮中扮演非常重要的角色,不是只有參與一小塊,而是從上游到下游都有完整解決方案:
🔹 台積電(2330):全球晶圓代工龍頭,推出 COUPE 平台,用先進封裝技術把光學元件和晶片合體。預計 2026 年就會導入量產,成為 CPO 技術的「賦能者」。
🔹 日月光(3711):全球最大封測廠,旗下 VIPack™ 平台已成功整合光學引擎與晶片,幫助降低功耗,是解決 CPO 封裝挑戰的關鍵角色。
🔹 穎崴(6515):專攻「光電同測」測試介面技術,其晶圓級矽光子CPO測試方案已獲美系大客戶驗證,預期最快將於2026年開始貢獻營收
🔹 上詮(3363) / 波若威(3163):專精高密度光纖模組與連接器,目標搶攻 NVIDIA Rubin 平台商機,其中上詮是目前唯一與台積電在CPO領域有直接合作的光通訊廠
🔹 智邦(2345):全球白牌交換器龍頭,CPO 最終應用場景的主力廠商,高速 AI 交換器需求持續成長。
🔹 奇鋐(3017) / 健策(3653):直接應對CPO最大的「熱串擾」挑戰。 奇鋐(3017) 已切入雲端服務商ASIC平台的 液冷散熱方案 ; 健策(3653) 則憑藉在高階均熱片上的領導地位,成為解決CPO高功率密度散熱問題的核心廠商。
小結
共同封裝光學(CPO)是因應 AI 時代資料傳輸需求所發展的重要技術,帶動半導體與網通產業鏈進一步升級與轉型。雖然技術與商業化仍面臨挑戰,但隨著NVIDIA 與 Broadcom 等國際大廠持續推進商用計畫,以及台灣在半導體與資通訊領域完整供應鏈的優勢,CPO 的發展前景值得多加關注。
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