华为、腾讯加码VCSEL NPO，光芯片供应链准备好了吗？
2026/11/04
admin
随着AI大模型训练推动算力集群规模持续扩大，数据中心内部光互联需求快速增长，近封装光学（NPO）成为了光通信产业链的技术演进重点之一。
近期，国内算力巨头相继明确NPO部署节奏，需求端的快速推进将压力传导至上游光芯片供应链。上游产能、速率、良率与可靠性，成为决定NPO能否按期落地的关键变量。
华为、腾讯加快VCSEL NPO布局
今年9月，华为在全联接大会上发布昇腾960超节点，并推出海思光电研发的Hi-ONE光引擎。该方案将电互连距离从约100厘米压缩至5厘米，用约5500个光引擎替代了原本所需的4.8万颗800G可插拔光模块，整机功耗降低超过550千瓦。
按照华为公布的商用计划，Atlas 860风冷与Atlas 960液冷超节点将分别于2027年第二、三季度上市。
Hi-ONE平台同时覆盖VCSEL 3.2T与硅光7.2T两种方案，并通过海思自研设计、哈勃投资纵慧芯光等本土企业，以及联合产业链伙伴发起OPEN NPO MSA标准，构建起覆盖芯片、材料、标准在内的相对完整的产业闭环。
腾讯的部署节奏同样明确。据悉，腾讯已完成基于VCSEL与硅光的3.2T NPO技术验证，并计划最快于2026年第四季度启动首批512卡NPO超节点的规模部署。与华为相比，腾讯更偏向从云服务商视角进行方案选型与部署验证，其在VCSEL光芯片层面的供应仍高度依赖公开市场，因此其进度与上游供应商的产能释放密切相关。
VCSEL NPO有何优势？
华为、腾讯相继加快NPO技术落地，而VCSEL NPO凭借功耗与成本上的综合优势，成为3.2T及以下短距互联场景的重点选择。
AI大模型训练对算力集群内部互联提出了更高要求。NPO通过将光引擎靠近交换机ASIC或计算芯片封装，使电走线缩短至15厘米以内，可在多数场景下取消DSP，从而显著降低功耗与延迟。
当前NPO的发光源主要分为两类：一类是基于VCSEL的多模短距方案，另一类是基于硅光（SiP）的单模方案，而VCSEL方案的优势在超短距场景中更为突出。
首先是功耗。VCSEL从芯片表面垂直发光，自身即可完成电光转换，无需像硅光方案那样依赖外置激光光源。
据博通2026年3月发布的3.2T VCSEL NPO产品数据，其能效约为1pJ/bit，而硅光方案通常在5~10pJ/bit，两者相差5~10倍。在大规模算力集群中，数以万计的光引擎并行运行，这一能效差距会放大为可观的整机功耗差异。
其次是成本与集成。VCSEL天然适合二维阵列集成，晶圆级测试效率较高，封装成本相对较低，且供应链经过消费级市场的长期打磨，成熟度较高。对于NPO这类对成本敏感、部署量大的场景，这一点尤为关键。
再次是可靠性。VCSEL拥有数十年的量产应用记录，现场失效率（FIT）可低至0.1以下。NPO光引擎不可热插拔，要求单引擎长期稳定运行，VCSEL经过验证的可靠性记录正好匹配这一要求。
上述优势共同确立了VCSEL NPO在机柜内30~50米超短距互联中的性价比领先地位，也是其成为3.2T光互连主流技术选择之一的原因。
不过，客观来看，VCSEL的带宽扩展空间相对有限，向单波200G演进需要解决波长从850nm向1060nm迁移所带来的结构变化——芯片需改为衬底背面出光，并克服外延一致性控制、高温可靠性等一系列工艺问题。
从云厂商的验证结果看，硅光方案在信号完整性与带宽演进能力上同样有其优势——腾讯并行验证两条路线的结果显示，硅光的信号完整性表现更优，且硅光可平滑向6.4T及更高带宽演进，但成本与耦合难度也更高。
正因如此，华为、腾讯等企业普遍采取VCSEL与硅光并行的策略：VCSEL NPO面向3.2T及以下的大规模机柜内互联，硅光方案则作为更高带宽、更长距离的演进储备。
TrendForce集邦咨询在最新发布的《
2027红外线感测与光通信市场趋势》中则指出，随着数据中心内部Scale-Up（垂直扩展）网络传输需求快速成长，VCSEL NPO因兼具低功耗、维护弹性高与供应链相对完善等优点而受到重视。
TrendForce集邦咨询预计，2027-2028年起市场将出现众多VCSEL NPO方案，叠加短距离光收发模块需求，2031年VCSEL市场需求量有望达到6.5亿颗，2025-2031年复合成长率达38%。
市场空间方面，TrendForce集邦咨询预估CPO/NPO整体市场规模将从2025年的约1亿美元跃升至2030年的390亿美元以上，核心放量拐点将在2028-2029年到来，VCSEL NPO正是本轮放量的先导方案之一。
NPO部署提速，VCSEL芯片准备好了吗？
尽管终端企业正在加码VCSEL NPO，但该技术能否按期落地，最终要落实到VCSEL芯片的速率、功耗、良率、一致性与批量供货能力上。
从VCSEL市场格局来看，国际头部企业仍掌握高端主导权。全球高速VCSEL市场长期由博通（Broadcom）、Coherent（原II-VI）、Lumentum、ams OSRAM、Furukawa Electric（古河电工）等企业主导。
需求端的强劲拉动正在加速头部供应商的产能布局。据市场消息，2026年初英伟达向Coherent与Lumentum分别投入约20亿美元，以锁定未来高速光芯片产能。即便在公开市场，高端VCSEL芯片的供应也已进入战略锁定阶段。
国内企业近年内在VCSEL技术上取得明显进展：老鹰半导体于2024年实现单波100G VCSEL量产，打破了海外企业长达三年的垄断；长光华芯在100G VCSEL等高速光芯片领域已实现规模化出货；纵慧芯光获得华为哈勃投资，聚焦高可靠性VCSEL研发……
不过，在向单波200G及Micro VCSEL（单颗尺寸100~200μm）演进过程中，国内企业大多仍处于研发或送样阶段。高铝组分外延层的横向氧化一致性、高温环境下的热可靠性、多通道波长一致性等工艺难点，仍是国产VCSEL芯片需要突破的关键瓶颈。
另值得注意的是，VCSEL与LED同属GaAs基化合物半导体光电器件，二者在材料体系、MOCVD外延设备、晶圆制造工艺上存在较高复用性。因此，当数据中心对VCSEL NPO的需求快速增长时，一批LED芯片厂开始将VCSEL视为战略延伸方向。
三安光电是其中布局最深的代表，其旗下三安集成已具备GaAs射频、光通信芯片及VCSEL的制造能力，并持续扩建相关产线。乾照光电、富采等企业也先后将VCSEL列为重点拓展领域，试图将部分MOCVD产能转化为高速光通信芯片的生产能力。
除LED芯片厂外，部分第三代半导体企业也成为潜在参与者，例如华润微、士兰微等具备化合物半导体产线的企业，也在评估或布局GaAs光通信器件。
这些企业的共同优势在于拥有化合物半导体外延、制造与封装测试的全流程经验，一旦市场需求明确，具备快速切入VCSEL代工或IDM的能力。
VCSEL芯片的供应能力，不仅取决于芯片设计本身，还受到上游材料与制造设备的严重制约。
VCSEL与接收端PD（光电探测器）阵列均生长在GaAs材料体系上。目前，6英寸GaAs衬底及高端MOCVD外延设备仍主要由海外供应商主导，与国内在材料纯度、晶体缺陷控制、外延均匀性等方面仍有差距。
而据集邦光通信不完全统计，2026年上半年，国内超过400亿元资金涌入光互连产业，其中先导科技投资120亿元扩产InP与GaAs底层外延衬底，三菲半导体20亿元光芯片制造基地落户太仓，鑫兴光电投资4.1亿元建设两条6英寸VCSEL代工线并计划于2027年10月投产。
这些项目表明国内产业链正在加速补齐短板，但产线建设、设备导入、工艺爬坡需要一定时间，与下游2026年底至2027年的部署节奏之间存在时间差。
结语
华为、腾讯等企业加速VCSEL NPO部署，标志着NPO已从技术验证阶段进入产业化前夜。需求端的明确时间表，正在对上游VCSEL芯片供应形成系统性压力。
从产业现状看，国际头部企业在高端高速VCSEL领域仍占据主导，国内企业通过自主研发、产线扩建与跨界进入正在加速追赶，但在单波200G、Micro VCSEL、GaAs衬底与MOCVD设备等关键环节仍存在差距。LED芯片厂与三代半企业的加入，为VCSEL产能扩张提供了新的可能性，但其产品化与可靠性验证仍需时间。
VCSEL NPO供应链的就绪进程，最终将由产能爬坡、良率提升与标准统一共同决定。在需求端已经启动的背景下，光芯片供应链正经历一场从材料到芯片、从设备到测试的全链条考验，其结果将在未来一至两年内逐步显现。（文：LEDinside Irving）
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