2026.09.23 | AC | Optical | TIA/Driver Chips in NPO/CPO

摘要

NPO/CPO中Tia、Driver芯片技术升级及价值量提升。 电芯片供需紧缺度，上游晶圆产能。 国产突破情况。

以下内容为专家分享，仅供参考，不构成任何投资建议。

Q&A

在NPO和CPO架构中，由于取消了DSP，TIA和Driver芯片会发生哪些变化，其价值量有何不同？

在NPO和CPO这类采用ASIC线性直驱的系统架构中，由于取消了DSP，对Driver和TIA芯片产生了几项关键变化。首先，链路损耗的补偿功能需要由Driver和TIA自身承担，其中主要由Driver负责。NPO所使用的Driver需要增加CTLE（Continuous Time Linear Equalizer，连续时间线性均衡器）功能，以补偿从SerDes到Driver这段链路中约6到12 dB的损耗。以往该功能由DSP进行时钟恢复，现在则由Driver内置的CTLE通过纯模拟方法进行高频补偿，其功能可类比为Redriver。其次，NPO内部的通道密度远高于可插拔模块，要求Driver和TIA的尺寸更为紧凑。例如，可插拔模块中电芯片的通道间距通常为625微米，而在NPO中则需缩小至375微米甚至250微米。最后，更高的通道密度导致散热更为集中，因此对电芯片的功耗要求也更为严苛。具体而言，可插拔模块中Driver的单通道功耗约为500毫瓦，而在NPO方案中，客户要求降至350毫瓦或300毫瓦以下，降幅约40%。TIA芯片由于自身功耗较低（约200毫瓦/通道），其功耗改进空间有限，因此功耗优化的重点主要集中在Driver上。

目前用于3.2T或6.4T NPO的TIA和Driver芯片价格水平如何，有哪些供应商的方案较为成熟，其开发和量产进度是怎样的？

当前市场上尚未出现完全成熟的NPO Driver和TIA方案，相关产品普遍处于开发阶段。在供应商方面，Marvell和MACOM的方案相对领先，Semtech也在进行相关开发，但在头部客户（如亚马逊、NVIDIA）的方案中，Marvell和MACOM的进展更为靠前。这些方案目前仍处于芯片开发与流片阶段，尚未实现量产。行业普遍预期NPO产品的量产时间点在2027年下半年。头部厂商用于NPO的Driver和TIA样品计划于2026年第四季度推出，模块厂商拿到样品后预计在2027年第一季度产出模块样品。随后，这些模块样品将送至系统厂商（即云厂商）进行测试，整个测试过程预计将持续到2027年第二或第三季度。因此，最终实现量产预计要到2027年第三或第四季度，整体时间表非常紧张。

针对3.2T和6.4T NPO的电芯片方案，其开发进度是否存在差异？Marvell的进度相较如何，其产品是否存在技术问题？

对于电芯片而言，3.2T和6.4T NPO所采用的方案差别不大。3.2T NPO主要有两种实现路径：32x100G和16x200G。其中，200G per lane的方案既可用于3.2T，也可通过将通道数翻倍用于6.4T。macom针对这两种速率的芯片方案目前都在流片阶段，流片周期通常需要2到3个月。Marvell的Driver产品进度稍快，其样品已经推出并进入测试阶段。然而，据了解其第一版产品存在一些问题，例如Driver的增益不足。由于NPO Driver在尺寸和功耗上都做了大幅缩减，内部电路进行了精简，这影响了其作为射频放大器的核心性能指标。增益不足可能会导致在光传输应用中链路预算无法满足要求，因此该版本可能无法直接导入量产，或需进行迭代修改。

在NPO和CPO架构中，Driver和TIA的开发难度是否存在差异？CPO方案对电芯片的需求与NPO有何不同？

从开发难度和产品复杂度来看，TIA的设计相对比Driver简单一些。至于CPO方案，其对电芯片的需求则因具体技术路径而异。以NVIDIA与台积电合作开发的CPO方案为例，该方案在台积电的Coupler光子平台上实现了电芯片与光芯片的高度集成 ，因此不需要向第三方独立采购Driver和TIA。在这种模式下，电芯片的设计与制造环节均在台积电完成，可以理解为NVIDIA进行设计，台积电负责流片。这是一种设计与制造紧密协同的开发模式，而非简单的代工关系。

NVIDIA与台积电合作的CPO方案既然可以自行生产电芯片，为何其NPO方案仍需外采Driver和TIA？

NVIDIA与台积电合作的CPO方案与NPO方案在技术架构上存在根本差异。CPO方案是将SerDes、CMOS放大器和基于Micro-ring（微环）的硅光芯片进行合封，实现了EIC与PIC的高度集成。在这种架构下，电芯片环节由NVIDIA 和台积电自行解决，Marvell、MACOM等第三方EIC供应商没有参与机会。而NVIDIA的NPO方案并非其自主开发，而是由其提出规格，再由各模块厂商基于传统的MZ（马赫-曾德尔）调制器硅光技术进行开发。这种NPO方案需要独立的Drive r和TIA芯片来驱动光芯片工作，因此必须向外部供应商采购。

在NPO架构中，EIC与硅光芯片是分开的，这与CPO架构有何不同？台积电与NVIDIA合作的Micro-ring方案是否适用于NPO架构？相较于CPO，NPO对Driver和TIA的技术要求是否更高？

在NPO架构中，EIC（包含Driver和TIA）与硅光芯片是分开布局的，而CPO（Co-Packaged Optics）则是将两者整合在一起。台积电与NVIDIA合作的Micro-ring方案理论上可以用于NPO，但需要将各部分合封在一起才能实现。若以NPO的分离形态部署，该方案仍需独立的Driver和TIA来驱动硅光部分。

NPO与CPO在信号损耗上存在显著差异。从SerDes到NPO模组之间存在约6到12 dB的信号损耗，这使得独立的Driver和TIA成为必需品，以补偿信号衰减。相比之下，CPO采用一体化封装，交换ASIC与光引擎紧密集成，信号完整性极佳，因此在台积电与NVIDIA的方案中，可以不依赖独立的Driver和TIA。因此，在NPO架构中，对Driver和TIA的技术要求确实更高。

博通的CPO方案与台积电/NVIDIA的方案有何不同？在其方案中，是否也需要独立的Driver？

博通的CPO方案在技术路径上与台积电/NVIDIA的方案存在显著差异。博通方案的光引擎采用基于MZ（Mach-Zehnder）调制器的硅光技术，而非Micro-ring技术。MZ调制器需要约2V以上的驱动电压才能正常工作，而目前最先进的Se rDes最高只能提供约800mV的驱动电压。相比之下，Micro-ring调制器仅需500-600mV的驱动电压，ASIC的SerDes便可直接驱动。由于驱动电压需求上的差异，博通的CPO方案在其光引擎内部必须集成独立的Driver芯片来提 供足够的驱动能力。

此外，博通的方案更具开放性。其光引擎遵循OIF（Optical Internetworking Forum）制定的行业公开协议，该协议对3.2T、6.4T CPO光引擎的外形尺寸、管脚定义、性能参数（如通道数、功耗）等都有严格规定。在这种半开放的模式下，博通专注于交换ASIC部分，而光引擎则可以由各家光模块厂商按照统一协议进行开发和制造，其内部会集成Driver、TIA和硅光芯片等组件。

在博通的CPO方案中，对Driver的要求与3.2T NPO方案相比有何异同？

博通CPO方案中光引擎部分对Driver的要求，与3.2T NPO方案中的要求基本类似。从技术实现上看，博通CPO方案的光引擎与NPO模组非常相似，其核心区别仅在于封装位置——CPO是将其封装在ASIC旁边，而NPO则是放置在距离ASIC稍远的位置。如果将博通方案中的光引擎从ASIC旁移开，其形态和技术要求就基本等同于NPO。

博通是否已放弃与台积电合作的Micro-ring方案？其开放式方案的合封环节由谁完成？

台积电主推的是Micro-ring方案，而博通目前采用的开放式光引擎方案，大部分合作的OE供应商都是基于MZ方案进行开发。Micro-ring方案的技术门槛非常高，NVIDIA和台积电为此投入了大量资源并研发多年才达到可量产的程度，但目前来 看其良率和成本依然较高。

在博通的开放式方案中，博通仅提供交换ASIC，而光引擎的制造和封装则由光模块厂商完成。具体流程是，光模块厂商先完成PIC（光子集成电路）的制造，再将PIC与TIA、Driver等芯片合封成一个标准化的光引擎。整个合封环节在第三方代工厂或光模 块厂商自己的制造基地进行。

在3.2T NPO产品中，Driver和TIA的价值量大概占多少？其价值分配是怎样的？

在一个3.2T NPO产品中，核心组件主要包括EIC（Driver和TIA）、硅光芯片以及无源组件（如DFAU）。其中，Driver和TIA合计约占整个物料清单成本的30%左右。以一个假设的例子来说，如果一个NPO产品的最终平均销售价格为2000美元，按50%毛利率估算，其BOM成本约为1,000美元。在这种情况下，Driver和TIA的总价值量约为300美元。

在这300美元的价值中，Driver和TIA大致各占一半。尽管Driver在技术难度上的提升可能更显著，但芯片的最终ASP主要取决于其Die size（芯片面积）。如果两者的Die size相近，其成本和价值量也会趋于一致。此外，产品量产后，前期的研发成本会被摊薄。

从3.2T NPO演进到6.4T NPO，或者转向博通方案的CPO时，Driver和TIA的价值量是否会发生显著变化？

预计不会有太大变化。因为博通方案的CPO在光引擎部分的技术要求和架构与NPO非常相似，所以从NPO转向博通方案的CPO，Driver和TIA的价值量预计将保持稳定。

在NPO方案中，TIA和Driver是必须捆绑采购，还是可以分开采购？客户通常倾向于哪种采购模式？

TIA和Driver可以分开采购，但无论是电芯片公司还是开发NPO的公司，通常都倾向于成套购买。例如，客户会选择MACOM或Marvell的全套方案，而不会混合使用MACOM的Driver和Marvell的TIA，或是Marvell的Dri ver和Semtech的TIA。这种捆绑采购的倾向主要基于两方面原因：首先，从商务角度看，分开采购可能无法获得最优的价格支持；其次，在研发阶段进行性能调试时，如果发射与接收对传出现问题，采用单一供应商的方案可以避免在判断问题根源时产生不必要 的纠纷。

在可插拔模块时代，Marvell和博通通过集成DSP、Driver和TIA的方式占据优势。进入没有DSP的NPO和CPO阶段后，高速模拟器件的竞争格局预计会发生怎样的变化？

NPO和CPO阶段由于没有DSP，竞争格局确实会发生变化。目前在高速模拟器件领域，主要有三家公司表现突出：Marvell、MACOM和Semtech。博通没有分立的Driver和TIA产品。预计未来的竞争格局中，Marvell凭借其Driv er和TIA整套方案将具备很强的竞争力。MACOM在Driver和TIA领域布局也较早。相比之下，Semtech的Driver在行业内影响力较弱，其优势主要集中在TIA产品上。

Semtech Driver产品竞争力不足，这是否意味着他们在需要整套方案时会处于劣势？

Semtech在1.6T市场目前主要供应TIA，其Driver产品基本没有客户采用，而MACOM的Driver已经实现量产。之所以出现这种情况，其背景在于1.6T市场主流的三家DSP供应商——Marvell、博通和NVIDIA——其方案配置 不同。Marvell和博通的DSP方案集成了Driver，因此采用这两家DSP的客户只需要额外采购分立的TIA。在这种情况下，Semtech凭借其TIA产品的优势占据了有利地位。而采用NVIDIA或MaxLinear等不集成Driver的D SP方案时，客户则需要单独采购Driver。

既然NVIDIA的DSP方案采购了MACOM的Driver，为何其TIA会选择Semtech而不是MACOM的产品？

这主要是因为MACOM的1.6T TIA产品目前尚未量产，仍处于测试阶段。

综合来看，在1.6T时代，MACOM、Semtech和Marvell在TIA与Driver产品上的竞争态势和策略是怎样的？

在1.6T市场，MACOM的Driver已经量产，但TIA仍在测试，进度相对落后；Semtech的Driver竞争力不强，但TIA产品有优势；Marvell的Driver和TIA性能都很好，但其Driver已集成在自家的DSP中，因此不会单 独销售，只会单独销售TIA。

鉴于MACOM在1.6T TIA产品上进度落后，公司是否有信心在NPO和CPO时代补齐这一短板？具体的产品量产时间表是怎样的？

MACOM的TIA产品目前在测试阶段，进度确实比Semtech慢约一个季度，但有信心在2027年实现量产并占据一定的市场份额。公司高层，包括CEO，都已投入精力关注200G per lane的TIA项目。公司内部产品迭代速度很快，并与头部光模块客户紧密合作，产品一经推出即可获得测试与反馈，从而加速设计修改和产品迭代。根据当前进度判断，TIA产品在2027年推出是确定的。

MACOM的1.6T TIA和用于NPO的3.2T TIA，这两款产品的开发节奏是怎样的？

这两款产品的推出节奏基本同步。用于1.6T可插拔模块的TIA和用于NPO的TIA，其核心IP是相同的，只是最终的产品形态略有差异。因此，到2027年，MACOM将能够提供完整的TIA和Driver量产方案，覆盖1.6T和3.2T NPO市场。其中，1.6T的Driver已在2026年实现量产。

Semtech的Driver产品长期表现不佳，未来是否有望补齐这一短板？MACOM在TIA产品上实现追赶的核心原因是什么？

Semtech的Driver产品，无论是之前的100G per lane还是现在的200G per lane，在市场上都鲜有客户采用，预计其补齐短板可能还需要时间。这背后的核心问题可能在于团队的技术积累（know-how）和设计能力有待加强。类似地，MACOM的TIA产品过去之所以落后于Marvell和Semtech，也是因为团队在TIA设计能力以及对光接收机know-how的理解上与竞争对手存在差距。

在NPO和CPO的竞争中，如果MACOM成功补齐TIA产品，未来的市场份额格局会是怎样的？

在没有DSP的NPO市场，如果MACOM的TIA产品能够成功推出且性能不比竞争对手差太多，那么市场格局预计将由MACOM和Marvell主导。此外，MACOM在1.6T产品中PD（光电探测器）的高市场份额，也为其在商务层面捆绑销售、推广整套 方案提供了有利条件。

目前1.6T光模块中，TIA和Driver的单颗价格以及市场供应情况如何？

当前1.6T Driver的单颗价格大约在10至15美元之间，TIA的价格也大致相当。在供应方面，Marvell是目前TIA产品唯一实现大规模量产的供应商，因此市面上大部分的1.6T模块都采用了Marvell的方案。Semtech的1.6T TIA产品在2026年上半年刚完成测试，目前仍处于小批量阶段，尚未大规模放量。

1.6T光模块中Driver和TIA的配置、价值量相较于NPO方案以及800G方案有何变化？

1. 6T光模块采用8通道设计，需要配置两个四通道的Driver和两个四通道的TIA。以单个Driver或TIA价值15美金计算，1.6T光模块中电芯片的总价值量约为60美金。相较之下，800G光模块的Driver和TIA合计价值仅为4至5美金，因此1.6T方案的价值量提升显著。对比NPO方案，例如3.2T

NPO采用32通道设计，其电芯片价值量约为300美金，价值量更高。

1.6T光模块的Driver和TIA市场当前有哪些主要供应商？其产品进展和量产计划是怎样的？

目前，1.6T Driver的主要供应商是Marvell和Macom，其中Macom的Driver已经完成研发。在TIA方面，Marvell是当前市场上的独家供应商，Semtech的产品已通过测试并处于小批量生产阶段，尚未大规模放量，而Macom的TIA预计将于明年（2027年）开始量产。

预计明年（2027年）高速Driver和TIA市场是否会出现产能短缺或价格上涨的情况？

预计明年（2027年）高速Driver和TIA市场不会出现产能短缺，价格上涨的可能性也很低。主要原因是高速Driver和TIA普遍采用锗硅工艺，在Tower、GlobalFoundries、ST等代工厂进行流片，这些8英寸晶圆产线的产能目前 是充足的。以TIA为例，今年（2026年）Marvell作为独家供应商，价格保持稳定，但交付周期较长。随着明年（2027年）Semtech等新供应商进入量产，市场供应将得到缓解，交付周期预计会缩短。充裕的代工产能是抑制价格上涨的关键因素。

国内高速电芯片（Driver和TIA）厂商的发展现状如何？例如Luxshare 、优迅和中盛微各自的进展是怎样的？

在国内厂商中，LUXIC 玏芯科技在高速Driver和TIA领域表现较为突出。其团队背景源于前华为海思，其200G PAM Driver和TIA产品在国内头部光模块客户的测试中获得了良好口碑，而100G产品已实现量产，并获得了国内头部光模块企业用于800G光模块的订单。其芯片流片在海外完成。其他国内头部电芯片公司，某家100G PAM Driver和TIA目前仍处于样品阶段，正在送样给部分国内客户进行测试，其主营业务仍集中在10G和25G等低速产品。另一家100G PAM芯片已在国内部分客户处通过模块测试，进度略领先，但面临导入量产的挑战，需要获得Tower或GlobalFoundries等主流代工厂的产能支持，并完成在数据中心和CSP终端客户侧漫长的系统级认证测试，该过程通常需要3到5个月，并累计5,000小时的测试时长。预计明年（2027年）可能在国内的800G需求中获得部分份额。

1.6T光模块和3.2T NPO在电芯片方案上有何不同？

1. 6T光模块采用的是8x200G方案，因此需要使用200G速率的Driver和TIA。而3.2T NPO存在两种技术方案：一种是32x100G，另一种是16x200G，两种方案均有市场需求。例如，亚马逊基于PCIe 7.0

CXL协议的应用就采用了32x128G的方案，这与32x100G方案类似。此外，6.4T NPO则采用32x200G的方案。

国产电芯片方案（如LuxIC）进入北美供应链面临哪些挑战？

尽管LuxIC的200G单通道TIA和Driver产品在技术测试中表现良好，但在进入北美供应链方面存在显著障碍。北美的终端客户，特别是CSP厂商，对于采用国产方案（包括光芯片和电芯片）存在顾虑。即使是模拟芯片这类零部件，要进入北美供应链也面 临挑战，需要克服一系列的认证和信任问题。

明年（2027年）高速PD芯片市场的供需格局和主要供应商情况如何？

预计明年（2027年）高速PD芯片市场仍将存在供应缺口。从需求端看，若明年1.6T光模块需求达到1亿只，则需要8亿颗PD，考虑到生产良率，市场总需求可能达到10亿至11亿颗。从供给端看，现有主要供应商MACOM和博通明年的产能预计分别提升至3亿颗和1亿颗。同时，新供应商有望进入市场：国产厂商烯锋光电的200G PD已在Finisar、国内龙头等头部客户处获得实质性订单，明年大概率实现量产；台湾厂商GCS的200G PD正在送样。综合来看，即使所有供应商产能按预期释放，总供给量约为7亿至8亿颗，仍无法完全满足市场需求。产能瓶颈主要受限于上游磷化铟衬底等原材料的供应。（上述光模块出货量数据为专家预测值）

在PD芯片的技术路线上，硅锗方案与磷化铟方案有何差异？NPO/CPO方案是否需要额外的PD供应？

在NPO和CPO这类硅光集成方案中，PD是通过在硅光芯片上进行锗掺杂来制作硅锗PD，该技术已相当成熟，因此不需要额外供应分立的PD器件。对于分立式PD，目前市场主流是磷化铟方案，如MACOM和博通的产品。然而，硅锗方案也是一个可行的替代路径 ，例如烯锋光电的PD即采用此技术。其100G硅锗PD已占据一定市场份额，200G产品在短距离应用（如500米）上测试结果良好，但在长距离（如2公里）应用中，因其性能相较磷化铟方案稍弱，可能无法满足要求。更换技术方案（如从磷化铟转向硅锗）涉及 全新的IP和漫长的开发周期，对于现有厂商而言并非易事。

当前1.6T光模块使用的200G PD芯片价格如何？国内还有哪些厂商在布局？

目前用于1.6T光模块的200G PD单颗价格大约在2到3美金之间，相较于800G光模块使用的100G PD（单价仅3至4美分）有大幅提升。国内另一家公司也在布局PD芯片。该公司在100G磷化铟PD市场已占有一定份额，其200G PD产品据称也已开始送样。