半导体周报(国科龙晖整理)-0521

1. 行业新闻及动态

（1）半导体设计

立讯精密拿下iPhone16高端机订单，获苹果协助赴印开厂。

 

据路透社援引消息人士的说法指出，日本存储芯片大厂铠侠和美国存储厂商西部数据正在加快合并谈判，并已敲定交易结构，而促成这样结果的原因，主要是由于存储芯片市场的持续低迷，迫使两家存储芯片厂商考虑通过合并提升竞争力及抗风险能力。

 

（2）半导体制造及封测

华虹半导体二次上市获批，有望成为今年国内最大上市项目。

 

日本富士胶片株式会社，FUJIFILM，近日官网披露消息称，为进一步推动本公司电子材料事业部发展，在台湾新竹市购得新土地并建新工厂，用于生产CMP抛光液以及光刻周边相关材料，新工厂计划在2026年春季开始动工。

 

近日，深圳润鹏半导体12英寸集成电路生产线项目传来新进展，由中建三局一公司承建的润鹏半导体12英寸集成电路生产线项目FAB主厂房首块筏板基础顺利浇筑，项目位于深圳市宝安区，总建筑面积23.8万平方米，建筑内容包含17栋单体，项目建成后将形成年产48万片12英寸功率芯片的生产能力，补齐深圳地区芯片制造短板，与IC设计、封装、测试等。

 

据路透社报道，苹果供应商鸿海将投资5亿美元在印度南部的特伦甘纳邦建设制造工厂，该邦信息技术部长表示，新工厂位于KongarKalaan，第一阶段将创造2.5万个直接就业岗位，除了特伦甘纳邦外，鸿海近日宣布当地子公司砸30亿元印度卢比在卡纳塔克邦的班加罗尔购置土地。

 

 

（3）半导体设备及材料

2023年1-4月，全球MLCC厂商总出货量约1.36万亿颗，同减34%。

 

据韩联社报道，ASMLHoldingNV周四表示，已在韩国首尔附近开设了一个新的极紫外（EUV）光刻机全球培训中心，该中心位于首尔以南42公里的龙仁，占地1445平方米，预计到2024年，该中心将使ASML的全球EUV培训增加30%。

 

安森美半导体的高管表示，该公司正考虑投资20亿美元提高碳化硅，SiC，芯片的产量，到2027年占据碳化硅汽车芯片市场40%的份额，将销售额从2022年的83亿美元扩大到2027年的139亿美元。

 

 

（4）其它

受地缘政治与宏观经济诸多因素冲击下，亚太地区芯片设计市场在2022年失去增长动力，该地区Fabless市场规模去年为785亿美元，较2021年下降6.5%，这是自2020年以来首次出现同比负增长。

 

据金融时报报道，英国首相RishiSunak将于周四访问东京期间宣布与日本政府建立“半导体合作伙伴关系”，因为英国寻求通过多元化芯片供应链来降低地缘政治风险，据两位了解其内容的人士透露，这将包括政府在中期支出10亿英镑用于支撑从智能手机到汽车的所有现代技术的芯片。

 

据路透社报道，印度政府17日宣布，为了吸引大型投资者在印度生产笔记本电脑和平板电脑等IT硬件产品，将扩大现有的激励计划，将资金规模从10亿美元增加到20亿美元，这一计划也涵盖了个人电脑和服务器，预计将惠及戴尔、纬创、Dixon、富士康等国际和国内公司。

 

应荷兰政府邀请，国家副主席韩正于当地时间5月10日至12日访问荷兰，在海牙会见威廉—亚历山大国王，并与吕特首相举行会谈，访荷期间，韩正还分别会见了阿斯麦公司和阿克苏诺贝尔公司负责人，并考察了飞利浦公司阿姆斯特丹总部。

 

2. 本周话题：半导体封装—CPO

 

 

CPO，英文全称 Co-packaged optics，共封装光学/光电共封装。CPO是将交换芯片和光引擎共同装配在同一个Socketed（插槽）上，形成芯片和模组的共封装。为了尽可能地降低网络设备的自身工作功耗以及散热功耗，在 OIF（光互联网络论坛）的主导下，业界多家厂商，共同推出了 ——NPO / CPO 技术。

 

光器件封装示意图

 

资料来源：互联网公开资料整理

 

NPO，英文全称 Near packaged optics，近封装光学。CPO，英文全称 Co-packaged optics，共封装光学。NPO / CPO 是将网络交换芯片和光引擎（光模块）进行“封装”的技术。传统的连接方式，叫做 Pluggable（可插拔）。光引擎是可插拔的光模块。光纤过来以后，插在光模块上，然后通过 SerDes 通道，送到网络交换芯片（AISC）。CPO 呢，是将交换芯片和光引擎共同装配在同一个 Socketed（插槽）上，形成芯片和模组的共封装。NPO 是将光引擎与交换芯片分开，装配在同一块 PCB 基板上。

 

CPO 是终极形态，NPO 是过渡阶段。NPO 更容易实现，也更具开放性。之所以要做集成（“封装”），目的很明确，就是为了缩短了交换芯片和光引擎间的距离（控制在 5~7cm），使得高速电信号能够高质量的在两者之间传输，满足系统的误码率（BER）要求。NPO / CPO 技术的背后，其实就是现在非常热门的硅光技术。硅光，是以光子和电子为信息载体的硅基光电子大规模集成技术。简单来说，就是把多种光器件集成在一个硅基衬底上，变成集成“光”路。它是一种微型光学系统。

 

CPO示意图

 

资料来源：互联网公开资料整理

 

基于这种封装模式，光电共封（CPO）技术的优势尽显：

增强性能：CPO可以将光学元件直接嵌入芯片中，使得光学元件与芯片内部电路的距离更近，减小了电信号的延迟和失真，提高了通信系统的性能。

节省空间：CPO可以大大减小光模块的尺寸，尤其是在高密度数据中心环境下，可以将更多的端口装在相同大小的机柜中。

降低功耗：CPO可以减少能量转换的步骤，从而降低了功耗。与传统的光模块相比，CPO在相同数据传输速率下可以减少约50%的功耗。

提高可靠性：CPO可以提高光学和电子之间的互联可靠性，并减少外部干扰。同时，由于CPO是在芯片级别上封装的，所以也能够提高整个系统的可靠性。

降低成本：CPO可以减少芯片与光模块之间的连接器数量，从而降低了生产成本。此外，CPO的小尺寸和低功耗也能够降低运营成本。

 

相较于传统方案实现光电转换功能的可插拔光模块插在交换机前面板的形式，CPO 技术缩短了交换芯片和光引擎之间的距离，使得损耗减少，高速电信号能够高质量地在两者之间传输，同时提升了集成度并能够降低功耗，整体优势显著。

正因为此，使得越来越多的芯片厂商、光通信厂商和研究机构都在积极研究和使用光电共封技术。CPO技术严重依赖于硅光子学技术，需要将光学元件小型化以适应 ASIC 封装（体积比传统 QSFP-DD 或 OSFP 模块小 100 多倍）。我们看到，专有的CPO方案首先出现在Broadcom、Intel、Marvell和其他一些公司，这些供应商大多已经收购或与创新的硅光子公司合作。他们在这一技术上的积累和努力，使得CPO的商业化渐渐成为可能。

 

另一方面，随着光学和硅芯片的高度集成，新的工程能力和晶圆代工厂将是非常需要的。目前来看格芯是一个比较具有前瞻的代工厂。自从退出芯片先进制程的追逐后，格芯一直在探索其他技术，硅光子正是格芯押注大筹码的一项技术。2015 年格芯收购了IBM Microelectronics 的一部分，因此也从IBM Research 获得了光子学专业知识和知识产权。2016年，格芯就推出了其第一代硅光子平台，并在同年创建了一个独立的硅光子业务。当时带宽的行业标准是仅为40 GB/s。格芯打赌未来行业将不得不利用光的力量在全球各地涌现的数据中心内部和之间移动大量数据。事实证明，确实如此，如今数据中心的带宽已来到400 GB/s和800 GB/s的数据速率。

 

GF Fotonix 是格芯为硅光子芯片打造的一个整体的平台，这也是业界唯一的硅光子大批量 300mm CMOS制造代工厂。根据格芯的介绍，该平台将光子元件与高性能CMOS逻辑和RF集成在一起，以实现完全集成的单片电气和光学计算和通信引擎，同时针对低信号损耗降级进行了优化。此外，格芯单片硅光子平台的光输入和光输出可通过高密度光纤阵列、片上集成激光器和铜金属化实现与其他半导体芯片的 2.5D 和 3D 异构集成。

 

如今大数据、云计算、人工智能复杂应用需求发展，对数据中心数据传输速率要求逐渐提升，Google、Meta、Amazon，Microsoft或阿里巴巴等计算巨头推动数据速率从100GbE向400GbE和800GbE或者更高的数据链路发展。以ChatGPT为代表的AI大算力场景，未来有望提升上游光通信领域相关产品的需求量并加速以CPO为代表的新技术路线推进发展。

 

OpenAI基于GPT3.5架构的ChatGPT推出备受关注，但为了实现其强大的功能，其总算力消耗高达近3640PF-days，更高的算力需求自然需要底层算力基础设施提供更有力的支撑。与传统光模块相比，通过铜缆传输数据功耗大，而CPO技术路径则相对减少能量转换的步骤，从而降低功耗。CPO在相同数据传输速率下可以减少约50%功耗，更高效高速高密度的进行互联传输。光模块、光芯片、光器件、交换机作为云厂商硬件基础设施中必不可少的通信设备与元件，其速率提升与技术升级可以显著降低功耗，为更高的算力需求需要CPO技术为其提供底层算力基础设施支撑。

 

当前大算力应用场景的快速发展将加速推动光模块从800G进一步向1.6T演进，在1.6T速率下，具备性能优势的CPO方案有望作为重要技术路径迎来加速发展。全球数据量爆炸式增长，光通信逐渐崛起。据Lightcounting数据，2027年全球光模块市场规模超200亿，光芯片为光模块核心组件。根据Lightcounting 的预测，全球CPO端口的销售量将从2023年的5万增长到2027年的450万，四年时间提升达90倍。

 

AI带动云计算产业链升级，加速800G光模块商用，带动CPO等先进封装技术需求。全球TOP5云厂商以太网光模块支出26年有望超30亿美元，800G光模块将从2025年底开始主导这一细分市场。

 

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参考资料：

国元证券: 通信及电子行业周报：硅光进入光模块主流，关注CPO产业链发展机会

方正证券: 半导体行业专题报告：AI高算力催涨光模块CPO需求