CPO封测设备及相关厂商 · 老马投资研究

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众所周知，CPO（共封装光学）是最近两年AI崛起最大的受益者之一；除了核心易中天之外，其实还有其它一些相关受益股——按照一般规律，龙头之后热点会向外延扩散，设备和材料端就是。这里还有一个逻辑，中国在芯片产业的进展，封测是主要突破之一，现已在世界上占有重要地位，可以比肩台湾了。

CPO封测设备是实现AI算力芯片（如GPU、ASIC）与硅光引擎高密度异质集成的核心关键制造工具。随着AI数据中心对超高带宽和超低功耗的需求爆发，CPO工艺正在逐步取代传统的可插拔光模块。

由于CPO需要将微米级的光学元件与电子芯片共同封装在毫米级的狭小空间内，传统的半导体封装和光模块测试设备已无法满足其极高的精度与光电同测要求，从而催生了高壁垒的专用封测设备市场。

一、跟半导体通用的核心设备

CPO（共封装光学）是将光模块和芯片封装在一起的技术。因为它属于硅光技术的终极形态，所以它的设备和材料与传统半导体（芯片）制造有着极高的重合度。

简单来说，做 CPO 的过程，就是“用做芯片的方法来做光学器件”。

因为 CPO 属于“晶圆级”制造和先进封装，它的生产线直接搬用了半导体前道和后道的成熟设备：

前道制造设备（光芯片制造）

光刻机（Lithography）：在硅片上曝光画出电路和光路图形。

刻蚀机（Etching）：用来挖出微米级的通道，在芯片里是电线槽，在 CPO 里就是光导纤维的“隧道”（光波导）。

化学气相沉积（CVD）/ 物理气相沉积（PVD）：用来在晶圆表面长出金属层或绝缘层。

后道封装设备（先进封装）

固晶机（Die Bonder）：CPO 需要把激光器芯片（GaAs/InP）和交换机芯片精密贴装在一起。

划片机（Dicing）：将制作好的整块大晶圆切割成一颗颗微小的 CPO 芯片。

测厚仪/缺陷检测仪（Metrology & Inspection）：利用光学或电子显微镜，检查芯片表面有没有裂纹、灰尘或线路断裂。

3.它们的核心区别在哪里？

虽然设备和材料高度通用，但 CPO 有一个半导体没有的极限难点：高精度对准。

半导体封装：对准的误差在几个微米（um）内，芯片就能通电工作。

CPO 光学封装：因为要对准光纤和光波导，误差必须控制在亚微米级（低于 1 微米，甚至几十纳米）。如果歪了一点点，光就会漏掉，信号就会中断。因此，CPO 会使用更高级的高精度自动对准固晶机。

二、 CPO封装设备核心：高精度贴片与光纤耦合

CPO封装属于先进封装的范畴（涉及 2.5D/3D IC 异质集成），其核心难点在于硅光芯片（PIC）的固晶、激光器外置/内置贴片、以及光纤阵列（FA）的亚微米级对准耦合。

1.高精度固晶机（Die Bonder / Flip Chip Bonder）

1）作用：将光芯片、电芯片（Driver/TIA）和激光器以极高的精度贴装到基板或中介层（Interposer）上。

2）技术要求：传统芯片贴片精度在几微米即可，而CPO光芯片由于光波导对接要求，贴片精度通常需要达到 ±0.5微米至±1微米（超高精度级别），且需要具备热压焊接（TCB）功能。

2.自动化光通信高精度耦合/高精排巴机

1）作用：实现光纤阵列（FA）或微透镜与硅光芯片之间的光路径精密对准与点胶固化。

2）技术要求：由于光波导尺寸极小，设备必须具备多自由度（通常为6轴）纳米级运动控制系统，通过寻找最强光强信号来实现自动对准（Active Alignment）。

三、 CPO测试设备（产业链中价值量与壁垒最高）

在CPO产业链中，测试设备被视为量产爬坡的核心制约瓶颈。传统光通信是分布式测试（直流、射频、激光性能分开），而CPO要在极小的封装内实现“光电同测”和“晶圆级/模组级全流程综合性测试”。

1.硅光晶圆级测试系统（Wafer Test）

1）作用：在硅光晶圆切割前，对上面的成百上千个光电通路进行自动化探测，确保筛选出“已知良好晶圆”（KGD/KPD）。

2）设备组成：包含自动化光电探针台、光谱分析仪（测量光波长和输出特性）、光电网络分析仪等。

2.综合性光电性能测试系统（CPO Final Test）

1）作用：对封装完成后的CPO模组进行极限性能及信号质量测试。

2）关键测试指标：

电气与射频特性：测试高达 112Gbps 或 224Gbps 串行器/解串器（SerDes）的 S参数。

光学特性：测量插入损耗、反射率、偏振相关损耗等。

数字信号质量：使用误码仪（BERT）评估数字信号抖动、误码率（BER）和眼图可视化。

3.高精度缺陷检测设备（AOI）

1）作用：利用领先的机器视觉算法，在封测各阶段检测微米级元件的裂纹、异物或对准偏差。CPO 级别的 AOI 系统通常需要能检测出小至0.5微米的微小缺陷。

四、全球及国内核心设备厂商布局

CPO 专用设备市场目前呈现出海外老牌巨头技术领先、国内头部厂商通过并购或自研快速切入的格局：

五、中国大陆能够提供CPO设备的企业

在中国大陆的CPO（共封装光学）封测设备领域，目前呈现出“一家全球顶尖、少数细分突破、整体处于国产化初级阶段”的竞争格局。

由于CPO设备属于高端光电耦合与半导体先进封装的交叉学科，技术壁垒极高，绝大多数市场仍由海外老牌巨头（如Keysight、Advantest、ASMPT等）把持。不过，中国企业正通过国际并购与自主研发快速切入。以下是目前中国大陆能够提供CPO相关设备的核心企业、技术进展以及市场份额：

1、核心企业及市场份额

1）罗博特科（300757.SZ）：全球硅光/CPO设备绝对龙头

核心地位：中国大陆CPO设备领域无可争议的领头羊。

业务突破：公司于2025年成功合并了德国 ficonTEC 100%股权。ficonTEC是全球唯一能够为量产环境提供 5 纳米级别直线运动精度、并覆盖硅光器件“全流程组装与测试”的设备商。其产品用于CPO光芯片的晶圆测试、激光器亚微米级贴装、以及光纤阵列的高精度自动耦合。

市场份额：根据最新招股书披露的数据，计入ficonTEC收入后，罗博特科在全球硅光/CPO智能制造设备市场的占有率约为 25.5%，全球排名第一。其在高端AI芯片大厂（如英伟达、台积电、谷歌）的1.6T及以上高端CPO/光引擎供应链中，部分高精尖贴片和耦合设备份额甚至更高。

2）智立方（301312.SZ）：核心部件与AOI检测

业务突破：公司切入了CPO封装的关键工序，主要布局光芯片排巴机（Bar条贴装）、高精度晶圆级外观及缺陷检测设备（AOI），并正在自研高精度固晶机。

市场份额：由于其CPO相关设备多处于大厂验证或小批量交付阶段，在CPO核心组装市场的整体市占率低于3%，但在特定美系大厂的消费电子/光电测试细分夹具和模组中具有较高的存量份额。

3）燕麦科技（688312.SH）：光电性能测试切入

业务突破：传统业务为FPC测试，近年通过成功收购 Axis 切入光模块及CPO封测测试。Axis在光电协同测试、高频射频信号测试（对应CPO测试中所需的112G/224G SerDes测试）方面有技术积累。

市场份额：目前处于前期客户开拓与国产替代阶段，在CPO综合测试设备的全球和国内市占率低于2%。

4）长川科技（300604.SZ）/ 华峰测控（688200.SH）：半导体测试向CPO延展

业务突破：作为中国大陆半导体测试机/分选机的双雄，这两家公司主要利用其在数字/混合信号测试系统以及高端分选机（Handler）上的优势，配合光电测试模块，向晶圆级光电同测探针台及电性能测试靠拢。

市场份额：在传统半导体测试领域其国内份额较高，但在专用的“CPO光电同测综合测试机”市场，目前的商业化出货市占率极低（不足1%），仍处于研发和配合头部光模块厂定制开发阶段。

5）光迅科技（002281.SZ）：光器件龙头，同时涉足设备/模块生产。

6）华盛昌（002980.SZ）：通过收购伽蓝特布局光通信模块和光芯片测试领域，CPO检测仪器相关，近期市场活跃。

7）迈信林（688685.SH）：高精度（3μm级）封装测试设备，用于400G/800G及以上光模块，已有客户批量采购。

8）科瑞技术（002957.SZ）：提供高精度堆叠、光耦合、共晶等封装及测试设备。

注：以上厂商，很多业务和逻辑有待验证，多数经营业绩未跟上，投资需谨慎核实。

2、国内CPO设备市场的整体格局特点

3、行业未来趋势预测

1）政策硬性约束驱动国产化：根据中国工信部等相关部门的规划，要求智算中心建设中，CPO及先进光通信设备的国产化率要逐步提升。这为长川科技、燕麦科技、智立方等本土设备厂商提供了极佳的国产替代“验证窗口期”。

2）资本本土化与产能落地：随着罗博特科推进“A+H”双资本平台布局，ficonTEC 的高端技术和生产线正在加速向中国大陆转移和扩产，这将直接大幅拉高“中国大陆实体”在 CPO 设备领域的实际出货份额。

六、 CPO封测设备的核心技术壁垒

纳米级运动控制系统：直线运动精度需高达 5纳米级别，以保证在数百万次操作中，微米级光学元件的机械对准依旧精确可靠。

高速光电同测技术：如何将几十上百路的高频电探针与精密光纤耦合阵列集成在同一个测试头（Probe Head）中，同时避免光纤刮伤和电磁干扰。

软硬件算法深度耦合：由于光路对准没有绝对的机械标准，必须依赖极强的机器视觉对准算法和实时光强反馈算法进行动态调整。

风险提示：股市有风险，入市需谨慎。以上分析仅为个人见解，不构成投资建议和入市依据。

一、 跟半导体通用的核心设备