来源：雪球App，作者： 总甫榕树，（https://xueqiu.com/9829780332/312039386）
$罗博特科(SZ300757)$ $太辰光(SZ300570)$ $光迅科技(SZ002281)$
从上个月布局硅光板块以来（详链接《硅光布局正当时》提出硅光成为我们重新布局科技股的主要细分方向之一），多只个股上涨都不错，包括罗博特科、太辰光、云南锗业和光迅科技。
硅光、CPO、光芯片、光引擎。。。。。。
这些概念有什么区别联系？
CPO对光模块到底是利好还是利空？
硅光的投资参与者类似云里雾里的问题有不少。
关于光的专业知识，需要了解的东西很多，但这里力求用最简单明了的语言来厘清硅光投资者需要了解的科普精华，只有将这些浓缩的精华读懂了，才是理解硅光投资逻辑的第一步。
AI中光与电的基本关系：
传统的芯片是集成电路，现在的GPU、CPU用集成电路（电子运动）作为计算单元，但是需要用光信号（光纤中的光子运动）传输出去，于是这中间需要用光模块进行光与电的转换。
光与电技术迭代的基本逻辑：
光速是自然界中的绝对速度极限，它在真空中的数值约为每秒 299,792,458米。光速在不同密度的介质中会略有变化，但变化幅度较小。
相比之下，电信号在电路中的传输速度大约是光速的几分之一到千分之一（不同的介质），而且随着电路温度的升高，速度还会下降。
集成电路在现有科技中占据主导地位，但是人工智能的发展暴露了集成电路的局限性——性能（摩尔定律瓶颈）、速度（比光速慢且不稳定）、能耗（电子移动高耗能），集成光路能完美解决这些局限性。
因此，光一步步，分阶段，从辅助电、集成电到代替电的过程是一个必然的趋势。在人工智能领域、算力领域，这个方向最为迫切，也最为领先。
光互联、光通信环节价值快速增长的逻辑：
华为在本月初最新发布的《数据中心2030》指出：
“算力需求十年百倍增长，算力分布进一步极化。未来各行业在算力领域的投资占比将快速增长，以银行业为例，根据有关预测2024 年中国银行业技术投入总规模将超过 4000亿元，其中 AI 与云计算是重点投资领域，二者占比超过总投入的一半。”
对投资来说，算力与通信繁荣仍会持续，而且需求有无人驾驶和机器人近在咫尺产业化的支撑和驱动。
“算力的发展经历了单核、多核、网络化三大阶段。综合考虑技术和商业可行性，单核硅基芯片的计算能力将在 3 纳米达到极限。由于经济性原因，依靠增加核数换取算力提升的模式，也将在 128核后迅速失效。”
“AI 大模型训练的场景下，为了让训练效率更高，往往需要上百张 GPU 卡来放置一个大模型作为一个数据并行组，训练大模型的时候往往需要很多个这样的数据并行组来缩短训练的时间。当 GPU 数量扩展到成千上万的时候，性能不仅取决于单一 GPU，也不仅取决于单一服务器，而是要取决于网络的性能。”
“下一代数据中心需要新的高速互联架构去缓解算力和互联带宽的不平衡，以芯片出光，光交换，动态 Torus 和光互联技术为基础，设计下一代高速互联架构，满足下一代数据中心高带宽和低时延的互联需求。”
“高算力芯片的 IO 带宽将越来越高，预计2030 年，端口速率达 T 级以上。根据第三方的预测，2028年数据中心内将实现 100% 的全光化连接。”
LPO/硅光模块/CPO/OIO多种技术线路演进：
硅光，就是电与光，硅就代表电，硅光从广义上是指在光与电共存、集约化演进的相关技术解决方案。
硅光技术，硅基光电子集成技术的简称，通过传统微电子 CMOS 工艺实现光电子器件和微电子器件的单片集成，是研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成技术。
芯片出光，单比特成本和功耗的降低是高速光接口技术发展的持续追求。过去十几年，交换机的容量提升了 80 倍，整体功耗下降 4 倍，其中 ASIC 功耗下降 10 倍，光接口的功耗降低了 3 倍。
为了进一步降低功耗，必须要通过缩短 SerDes 的距离或者减少 SerDes 的数量来降低功耗，因此在光接口的系统结构上出现了很多新型技术如 OBO、CPO 等，芯片直接出光的CPO 技术已经成为业界热点。
传统光模块，是实现光电转换的装置，其在功能上需对光信号进行调制和接收。普通光模块在制造上需要经过封装电芯片、光芯片、透镜、对准组件、光纤端面等器件，最终实现调制器、接收器以及无源光学器件等的高度集成。各器件主要通过封装技术进行集成。
硅光模块，利用硅光子技术解决方案的光模块。
硅光解决方案集成度高，同时在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表现，因而是光模块未来的重要发展方向之一。硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料，利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。
硅光模块进度及产业界计划：
硅光模块正逐步实现商用，已有100G、400G、800G等产品应用于数据中心和电信网络，未来随着技术进一步成熟，硅光有望成为主流的数据传输技术。
根据Lightcounting 的预测，光通信行业已经处在硅光技术 SiP 规模应用的转折点。硅光将在 2021-2026 年继续获得市场份额，全球硅光模块市场将在 2026 年达到近 80 亿美元，有望占到一半的市场份额，与传统可插拔光模块平分市场。2021 年至 2026 年硅光模块整体累计规模将接近 300 亿美元。
CPO， 指 Co-packaged optics 光电共封装，一种封装方式。
光电共封装（CPO）指的是交换 ASIC 芯片和硅光引擎（光学器件）在同一高速主板上协同封装，从而降低信号衰减、降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。
针对硅光平台 CPO 技术光源部分主要有两种思路，一种是可插拔光源池模块技术，基于业界普遍认可的一种光源形态。考虑到光源部分失效率较高，方便后续更换，将多通道、大功率的激光器芯片封装后组装成可插拔模块置于面板侧，通过保偏光纤与交换芯片的四周的光引擎芯片连接，提供连续的激光源。
另一方光源技术路径，少数厂家具备较强的 III-V/Si 异质集成能力，能够直接在硅光引擎上实现光源的集成，通过采用2:1 备份的方式改善光源的良率。
硅光平台的高速调制器三种技术路径：
第一种是相对成熟的 MZ 调制器技术，由于MZ 尺寸较大（百 um 量级），多通道集成
后，光引擎尺寸较大，功耗相对偏高；
第二种是微环调制器技术，微环具备小尺寸（几十 um 量级）、低功耗（驱压小）的特点，但是微环调制器需要非常稳定的工作波长跟踪系统；
第三种是基于 Ge 材料的 EA 调制器，调制器尺寸也在几十 um 左右，通过法兰兹卡尔迪西 (Franz-Keldysh) 效应实现对光的吸收。
CPO进度及产业界计划：
硅光技术既可以用在传统可插拔光模块中，也可以用在 CPO 方案中。800G 传输速率下硅光封装渗透率会有提升，而 CPO 方案则更多的是技术探索。但是从1.6T 开始，传统可插拔速率升级或达到极限，后续光互联升级可能转向 CPO 和相干方案。
国内光模块龙头披露12月开始出货1.6T，25年主要客户导入硅光模块。
OIO，即Optical I/O，是将光引擎直接封装至GPU上的技术路线。
LPO，指线性驱动可插拔光模块。
它摒弃了传统的 DSP 或 CDR，从而实现了更为出色的功耗和成本控制，同时显著降低了延迟，为光通信领域带来了革命性的变革。
行业普遍认为，LPO只适用于特定的短距离应用场景。例如，数据中心机柜内服务器到交换机的连接，以及数据中心机柜间的连接等。
LPO进度及产业界计划：LPO 的标准化还处于早期阶段，在互联互通上可能会存在一些挑战。
国内光模块龙头已推出基于LPO 方案的 800G 光模块。
相干光模块，数据中心光互联方案可根据其传输距离来选择两种支撑技术，一种是直接探测技术，另一种是相干探测技术。相干探测凭借着高容量、高信噪比等优势在城域网内的长距离 DCI 互联中得到广泛应用，而直接探测的应用场景更适合相对短距离互联。
光芯片技术迭代的两个基本思路与原理：
一是光芯片与传统电路芯片的混合集成，传统芯片作为单个的计算单元，光芯片负责计算单元之间的高速通信桥梁，建立集群运算，有效提高运算速度，同时功耗的增加也在可接受范围内。
二是设计制造集成光路计算芯片，突破传统的微电子处理器芯片性能瓶颈。
硅光技术基本专业名词简释：
高速光引擎——高速光收发模块的核心器件，在高速发射芯片和接收芯片封装基础上集成
了精密微光学组件，精密机械组件，隔离器，光波导器件等，实现单路或者多路并行的光信号传输与接收功能。
FAU: (Fiber array unit)光纤阵列单元——光纤阵列就是把光纤按照一定的间距排列固定起来形成的光器件，它是光进出光器件的通道。光纤阵列分为单芯光纤阵列（SFA）（尽管只有一根光纤，还是被称为阵列）和多芯光纤阵列（MFA）。
光器件，光模块——产业链可分为“光芯片、光组件、光器件和光模块”。光芯片和光组件是制造光器件的关键元件；光组件主要包括陶瓷套管/插芯、光收发接口组件等，现阶段中国是光组件产业全球最大的生产地。将各种光元组件加工组装得到光器件，多种光器件封装组成光模块。
MPO——高密度光纤连接器,MPO跳线可以有2~12芯设计，最多可以是24芯，使用最多的是12芯的MPO连接器。MPO连接器的紧凑设计，使MPO跳线芯数多，体积小。MPO跳线被广泛应用于在布线过程中需要高密度集成光纤线路环境中。
考虑到CPO内部的光引擎通常采用硅光方案，硅光波导对输入光具有偏振敏感性，故当采用外置光源方案时，我们预计CPO机内或将引入保偏型MPO方案，从而为MPO市场带来更高的产品价值量以及行业技术门槛。
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