台積電在 SEMICON Taiwan 2023 國際半導體展聚焦矽光子題材,並稱其為能解決能源效率與 AI 運算問題,而 CPO 正是能完成矽光子願景的關鍵技術,使 CPO 成為近期市場最關注的題材之一。究竟什麼是 CPO?CPO 概念股有哪些?CPO 市場現況與未來展望又是如何?本篇文章帶你一探究竟!
編按:2024/03/25 更新,光學網路通訊展會(OFC 2024)將於美國時間 26 日登場,鴻海集團旗下的鴻騰精密科技今天宣布與聯發科開發的 CPO 高速連接解決方案將在大會中展出,鎖定人工智慧高速運算應用。
CPO 是什麼?
CPO(Co-Packaged Optics)是共同封裝光學元件,使用矽光子技術將光通訊元件與交換器晶片整合,共同封裝在光引擎模組中,並安裝在同一個插槽上(Socket),達到減少資料傳輸路徑的效果,在高速傳輸的情況下降低功耗與訊號延遲。由於生成式 AI 的興起,AI 伺服器需要資料中心內部進行大量運算,而 AI 的各種應用也要求極高的運算速度,高速運算與傳輸時產生的能源耗損、訊號損失不斷提升,傳統的可插拔式光收發模組將不敷使用,市場看好 CPO 未來將有機會取而代之。
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CPO 應用
CPO 未來的終端應用領域將會聚焦在資料中心,主要為提供 AI 伺服器等擁有高速運算、快速傳輸需求的產品,根據研調機構 Light Counting 的數據,CPO 技術目前仍存在許多挑戰,無法被企業大規模採用,預計會在傳輸速度進入 1.6T、3.2T 或以上時,CPO 技術才會開始普及。
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CPO 概念股
CPO 概念股與矽光子產業鏈高度相關,包含上游的磊晶製造、晶片設計與代工,到下游的光收發模組、交換器、封測、測試介面廠等,近期受到台積電聚焦 CPO 與矽光子技術影響,台股中 CPO 概念股表現強勢,並且帶動網通與光通訊族群向上攻高,有望接棒 AI 族群成為下一波資金佈局的產業,以下介紹熱門的 CPO 概念股。
資料來源:Yahoo奇摩股市,作者整理 | |||
CPO 概念股 | |||
產業 | 股票代碼 | 股票名稱 | 股價 (截至 2024/03/25) |
磊晶 | 3081 | 聯亞 | 138.5 |
2455 | 全新 | 178 | |
晶片設計與代工 | 2330 | 台積電 | 780 |
光收發模組 | 3163 | 波若威 | 110 |
4979 | 華星光 | 144 | |
4977 | 眾達-KY | 74.3 | |
3234 | 光環 | 38.25 | |
6442 | 光聖 | 137 | |
3363 | 上詮 | 113 | |
6451 | 訊芯-KY | 199 | |
4908 | 前鼎 | 112 | |
交換器 | 2345 | 智邦 | 475 |
3380 | 明泰 | 36.10 | |
封測 | 3450 | 聯鈞 | 75 |
3711 | 日月光投控 | 157.5 | |
6257 | 矽格 | 72.3 | |
3265 | 台星科 | 129 | |
測試介面 | 6223 | 旺矽 | 310 |
6515 | 穎崴 | 735 |
除了以上台股的 CPO 概念股,美股也有許多股票與 CPO 領域相關,CPO 元件傷包含 Cisco、Juniper、Intel、IBM、Broadcom、Marvell 等,而終端使用者為雲端服務業者如 Microsoft、Meta、Google、Amazon 等,都屬於廣泛的 CPO 與矽光子概念股,佈局美股的投資人可以多加關注。
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CPO 市場現況
台積電在2023年國際半導體展上,聚焦於 CPO 與矽光子題材,認為 CPO 與矽光子會是解決 AI 運算力與能源問題的關鍵技術,使 CPO 技術一夕之間成為市場焦點,近年來全球數位需求大幅成長,包括電商、遊戲、車聯網、5G、AR/VR,到近期最火熱的 AI,對於大量數據處理有更高的需求,尤其 AI 應用需要更快的運算速度和傳輸速度,運算速度已由 2.5D/3D、CoWoS 等先進封裝技術提升,更快的傳輸速度則冀望於 CPO 來達成。
目前主流的通訊基礎設施使用支援 400G、800G 的可插拔式光學元件,預期進入 1.6 Tb/s、3.2 Tb/s 或更高傳輸速度時,會在散熱需求與功耗問題上遭遇挑戰,屆時 CPO 將結合矽光子技術,實現低功耗、高傳輸速度、傳輸距離更遠的優勢,滿足 AI 等相關應用對於高速運算的需求。根據 Yole 的預估,CPO 目前仍處於前期的測試階段,預計在2028年才能達成全面量產,因此目前 CPO 對於相關概念股的營收貢獻相當有限。
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CPO 未來展望
根據研調機構 Yole 的數據顯示,2022 年全球 CPO 產值約為 0.38 億美元,預估 2033 年全球 CPO 產值將上升至 26 億美元,年複合成長率達 46%,其他研調機構也大致認為 CPO 產業的產值在未來 5~10 年約有 20~50% 的年複合成長率,可見在 AI 高速運算需求的發展下,CPO 未來將有相當高的成長空間。
不過 CPO 技術目前仍面臨元件損壞更換難度高、無統一規格難量產、生產成本相對較高等問題,未來若能突破這些限制,CPO 將以極高的成長速度,改變傳統的光通訊元件市場,成為能解決能源效率與 AI 運算問題的關鍵技術。
- 元件損壞更換難度高:CPO 將光通訊元件與交換器晶片整合,當元件面臨故障或損壞時,由於元件尺寸小、精密度高的特性,將會使元件更換難度大幅提高,較傳統的可插拔式光收發模組複雜。
- 無統一規格難量產:目前 CPO 技術能處於發展前期,由於光訊號比電訊號更為複雜,各業者在光訊號參數設定上有所差異,廠商之間的互通性低,在尚未發展出統一規格前,難以大規模量產供資料中心使用。
- 生產成本相對較高:對比於傳統的光學元件,CPO 的價格仍然相對較高,根據電子工程專輯(Electronics Engineering Times)的數據,2024年傳統的 400G-DR4 光學元件每 Gb 成本約為 0.6 美元,CPO 價格仍須降低才能與之競爭,不過 CPO 不需要使用昂貴的 PCB 材料與硬體外殼,有望在此方面節省大量成本。
CPO 結論
- CPO 是共同封裝光學元件,將光通訊元件與交換器晶片封裝載同一模組中,藉此縮短訊號傳輸距離,達到維持高速傳輸、降低功耗、降低訊號損失的功能。
- CPO 目前仍處於測試前期階段,未來將普遍應用於資料中心市場,主要為 AI 伺服器等高速運算與高速傳輸等產品。
- CPO 技術目前仍面臨元件損壞更換難度高、無統一規格難量產、生產成本相對較等困境,未來若能突破限制,預計 5~10 年將出現 20~50% 的年複合成長率,且被企業大規模採用。
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