在 AI 算力军备竞赛的当下，算力芯片的内卷已经从“拼制程”走向了“拼封装”和“拼光互联”。
为此，英伟达等巨头正在强推 CPO（Co-PackagedOptics，共封装光学）。CPO 的核心逻辑极其暴力：把光模块拆开，直接和GPU 封装在同一块基板上，把光电转换的距离缩短到几毫米。 这样一来，高频电信号不需要再走长长的铜线，DSP可以被大幅削减。据测算，CPO架构能让功耗降低5倍，效率提升3倍多。
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但如果你以为共封装光学（CPO）的难点只是把光模块搬进封装，那可能低估了这项技术的复杂程度。
一旦光与电被强行放进同一个封装，问题就不再是单一领域的优化，而是光学、热学、机械、电学乃至制造工艺的全面耦合。从玻璃中介层、波导材料到粘接剂与热界面材料，每一种材料都会直接影响系统性能与可靠性。也正因为如此，CPO并不是传统意义上的封装升级，而更像是一场“材料体系革命”。
换句话说，当光进入封装后，半导体制造正在从电子工程转向材料工程，而CPO的成败，很可能就取决于这些看似不起眼的基础材料。
于是我们看到，2026年以来，巨头们不再只盯着“谁设计得更好”，而是变成了：谁能抢到关键物料，谁就能交付；谁能稳定交付，谁就能拿到钱。
一句话，随着CPO、光模块技术推进及产能释放，行业的大火已经烧到材料端了。
巨头都在抢材料、占上游
中际旭创疯狂“囤料”
4月16日，中际旭创发布截至2026年第一季度的财报。从报表看，预付款为14.88亿元，同比增长1009.48%。其中主要为预付材料款增加。
对于上游紧缺的情况，中际旭创在3月底的机构调研中提到，公司加大了采购力度，和供应商签署了保障协议，也导入了一些新的供应商。但某些环节还是有物料短缺，主要由于下游需求增长太迅猛，导致物料紧缺持续存在。
英伟达砸钱轮番轰炸上游
3月2日，英伟达分别与光通信领域的龙头企业Coherent和Lumentum签署多年战略合作协议。根据协议，英伟达分别向两家企业作出数十亿美元的采购承诺，并获得相关光通信产品的优先使用权以及产能保障。同时，英伟达还将分别向这两家企业投资20亿美元，总计40亿美元。
Coherent和Lumentum在CPO领域有着深厚积累，能够提供从组件到模块的多种解决方案。
英伟达CEO原话是“为确保数百万颗GPU能顺利出货，我们必须介入上游”。
5月6日，英伟达和康宁公司宣布建立多年商业和技术合作伙伴关系，签署证券购买协议，作为双方长期合作伙伴关系的重要组成部分，康宁向英伟达发行并出售了总价达5亿美元的认股权证。
康宁是全球玻璃光纤领域的领导者。针对CPO，凭借数十年在玻璃和光学技术领域的专业知识，该公司在应对共同封装光学器件的挑战方面拥有独特的优势，开发了CPOFlexConnect™光纤。CNBC引述消息人士指出，英伟达很可能正准备在AI「机柜级系统」里，使用康宁的光学玻璃光纤取代铜线。
此外，康宁的隐藏王牌不只是光纤，还有玻璃基板。要知道，当下玻璃基板在CPO领域被很多业内人士看好。
业内人士推测，此次双方合作的主要焦点就是光纤与玻璃基板，目的很明显，英伟达这是要直接锁定最上游的材料端。
材料，决定了CPO走多快走多远
磷化铟
磷化铟是光芯片中的核心材料，磷化铟衬底可用于制备CW、DFB、EML等边发射激光器芯片和PIN、APD探测器芯片。
在光芯片BOM中，衬底占比较高。以新“股王”源杰科技招股书披露的数据为例，公司2022年1~6月的主要原材料采购中，衬底采购金额占比为27.21%，是BOM中最大的单一品类。
数据显示，2025年全年磷化铟衬底缺口超200万片，6英寸射频级价格涨至1.8万元/片。
华泰证券认为，展望未来，随着高速光模块市场规模近年来快速扩张，其在磷化铟下游市场中的比重有望进一步提升。
薄膜铌酸锂
薄膜铌酸锂是以“铌酸锂-绝缘体-衬底”异质结构为基础，通过晶体离子切片、化学机械抛光等先进制备技术，将单晶铌酸锂薄膜从体材料中剥离并转移至硅、蓝宝石或二氧化硅衬底上。
铌酸锂单晶薄膜，来源：济南晶正电子科技有限公司
从性能上来说，依托铌酸锂材料本身的强线性电光效应（Pockels效应），薄膜铌酸锂能在低驱动电压下实现大带宽、高线性度（高保真）的光信号调制，这使其适用于中长距离和高带宽的光传输应用，如骨干网、城域网等高速数据链路。此外，薄膜铌酸锂具有高折射率对比和良好的光场约束，可实现更高集成度，改善器件尺寸和功耗。
在光调制器领域，薄膜铌酸锂相比磷化铟、硅基两类材料，在高带宽、低驱动电压和高线性度等方面具有优势。
当前AI算力呈爆炸增长局面，数据中心光互连从400G冲向800G/1.6T/3.2T，传统材料的性能局限性逐渐显现，薄膜铌酸锂有望成为支撑未来更高速光传输调制环节的重要材料。
陶瓷基板
CPO（共封装光学）作为下一代数据中心光互连的关键发展方向，其核心在于将光引擎与交换芯片或计算芯片通过先进封装技术集成在同一基板上。电信号的传输距离从“厘米级”瞬间缩短到了“毫米级”，功耗直接降了30%-50%，散热压力骤减。
虽然整体散热压力骤减，但是，将光引擎直接封装到交换芯片旁边，两大高功率器件紧挨在一起，局部热量骤增，这对基板的精度、平整度以及热膨胀系数匹配度提出了极高的要求。
图片来源：中瓷电子
而氮化铝、氮化硅陶瓷基板则完美适配CPO的封装要求。尤其是氮化硅陶瓷基板，被认为是贴合行业未来技术发展趋势的核心基材。
根据公开信息，多家陶瓷基板企业被报道在光模块和CPO赛道有所行动。
如中瓷电子明确表示：CPO用陶瓷基板已进入研发冲刺阶段，预计三年内实现量产，单台设备电子陶瓷价值量将超亿元规模，成为光通信升级的核心受益方向。
富乐德在投资者关系活动记录表中介绍，其TFC（薄膜陶瓷基板）产品凭借高表面平整度、与芯片匹配的热膨胀系数，被定义为“CPO封装理想的承载平台之一”。
玻璃基板
玻璃基板凭借优异的机械稳定性、低介电损耗和与硅光芯片的高兼容性等优势，逐渐成为CPO技术的新兴平台。玻璃基板不仅能承载高速电互连，还可通过嵌入式光波导实现光信号传输，优化光芯片与光纤耦合路径，提升集成度。目前，玻璃基CPO技术已在800Gbit/s～1.6Tbit/s光互连系统中展现出低功耗和高带宽优势，为数据中心和AI硬件提供了新方案，并在光交换、光引擎、激光雷达、生物传感等领域展现出广阔前景。
2026年以来，英特尔、台积电、苹果、三星等头部企业密集落子玻璃基板赛道。AMD、日月光、英伟达等亦将玻璃基板纳入下一代技术路线图。
以上只是几种CPO技术涉及的代表材料，此外还包括许许多多关键材料，它们的技术突破于升级正决定着CPO走多快走多远。
最底层金属材料，掌控CPO产业链的“隐形命脉”
CPO技术的命门，还藏在6种比黄金更稀缺的战略金属里。它们是CPO最底层的材料，没有它们，再先进的CPO光引擎都是废铁，高速光芯片、光电调制、芯片散热全得停摆。更关键的是，这6种金属全球供需严重失衡，高端技术被海外垄断，中国手握资源主导权，国产替代空间巨大。
锗
用于制备磷化锗、硅锗合金，是CPO硅光芯片、高速光探测器的关键衬底；同时四氯化锗是高端光纤掺杂剂，保障CPO光引擎信号长距离稳定传输，直接决定光芯片速率与良率。
全球高纯锗（7N级）90%产能被海外垄断，国内高端自给率不足20%；2026年全球锗缺口超1000吨，占总需求30%，CPO放量后需求增速超40%。
镓
镓是CPO光模块驱动芯片与光器件的核心原料，撑起整个光电转换架构。
它有两大关键应用——砷化镓用于CPO高速驱动芯片、TIA跨阻放大器，保障电信号精准转换；氮化镓用于CPO高速光器件、光电集成模块，耐高温、高集成，适配AI算力低功耗需求。
目前高端砷化镓衬底、外延片被海外垄断，国内6英寸产能稀缺；2026年全球镓缺口400吨，中国是全球最大产出国，出口管制后海外供给直接收紧。
铟
铟的核心作用是制备磷化铟（InP），这是CPO1.6T/3.2T光引擎激光器、调制器的唯一商用衬底，发光效率是硅的100倍，适配超高速、低功耗需求；同时四氯化铟是高端光纤掺杂剂，减少CPO光信号衰减。
全球铟资源极度稀缺，高纯铟提纯技术被海外垄断；2026年全球缺口50吨，需求年增速超40%，是六大金属中增长最快的品种。
锑
锑化物用于CPO高速光电探测器，提升光信号接收灵敏度，决定光模块“能看多远”；锑合金是CPO光引擎核心热界面材料，导热系数是普通材料10倍，解决高密度封装散热难题。
全球锑资源高度集中，高端锑化物技术被海外垄断；2026年全球锑缺口9.5万吨，缺口比例高达42%，是六大金属中供需最紧张的品种。
铌
铌是下一代CPO高速调制器的唯一核心材料，堪称1.6T光模块“心脏”。
用于制备薄膜铌酸锂，这是CPO1.6T及以上光模块调制器的首选材料，具备超大带宽、超低功耗、超高集成度优势，是AI算力中心CPO方案的刚需。
全球薄膜铌酸锂技术被海外垄断，国内高端产能几乎空白；2026年全球缺口高达90%，CPO大规模量产将进一步放大供需缺口。
钨
钨是CPO光芯片制造与封装散热的必备材料，贯穿全产业链。
高纯钨用于制备光芯片溅射靶材，是CPO芯片制造核心工序；钨铜合金是CPO高密度封装最佳散热材料，耐高温、导热性强，保障光引擎稳定运行。
高纯钨靶材（99.999%）被海外垄断，国内自给率不足15%；2026年全球高纯钨缺口1.2万吨，CPO与半导体需求双重拉动。
参考来源：
[1]光模块产能释放，下一个瓶颈轮到材料了？.财联社
[2]比黄金更稀缺！卡“CPO”脖子的六大稀有金属！.财道先锋
[3]《追光者》：算力架构的终极暗战——大厂的CPO博弈与硅光材料革命.AgoraResearch
[4]中际旭创，疯狂“囤料”.财联社
[5]光模块上游产能荒愈演愈烈：中际旭创一季度预付款暴涨10倍抢料.第一财经
[6]当光进入封装：CPO的难点不在器件，而在材料.芯联汇
[7]中粉半导体
（中国粉体网/山川）
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