Yole：2031年光子封装市场将达144亿美元

  ICC讯 光子学持续推动计算、传感和显示领域的发展预期，但一个主要障碍依然存在：封装。将光子器件集成到可靠、可扩展的模块和系统中，仍然是行业最复杂的挑战之一。然而，这种复杂性也正在创造价值，预计到2031年，光子封装（Photonics Packaging）市场将达到144亿美元。来自AI基础设施的需求，特别是在更高效、更高带宽、更低功耗互连方面的需求，正在加速共封装光学（CPO）的采用，同时增强现实和量子技术也正成为重要的增长驱动力。

  本文基于Yole Group最新发布的《2026年光子封装》（Photonics Packaging 2026）报告，探讨了塑造光子生态系统的封装技术、集成策略和行业挑战，同时揭示了跨应用和市场的新机遇。

  该报告由Yole Group首席光子学分析师Eric Mounier博士以及光子学与显示技术与市场分析师Raphaël Mermet-Lyaudoz博士撰写，是Yole Group一系列光子学市场与技术报告的一部分，这些报告还包括《2026年用于数据通信和电信的光收发器》、《2026年硅光子学》、《2026年数据中心共封装光学》等。

  封装技术演进：应对AI、AR与量子计算未来需求

  光子封装的核心是模块级组装工作。它涉及将多种组件组合在一起以创建一个完整的光学引擎，包括激光器芯片、光纤阵列单元、硅光子芯片、棱镜和光电二极管阵列。这是当今光收发器中常见的架构类型，而光收发器目前仍占据市场最大份额。然而，这个市场正在发展。光收发器正从混合集成（光源芯片通过倒装芯片方式安装在硅光子器件上）转向异质集成（芯片在键合后直接在硅光子芯片上进行加工）。然而，一个更深刻的变革来自共封装光学（CPO），其中光子集成电路（PIC）与电子集成电路（EIC）堆叠在一起。

  这种转变直接发挥了先进半导体代工厂的优势。台积电（TSMC）和日月光（ASE）这样的公司处于有利位置，不仅可以扮演制造领导者的角色，还可能成为标准的制定者。如果行业要从创新走向大规模部署，标准化将至关重要。然而，几个架构问题仍未解决：行业应该倾向于PIC-on-EIC还是EIC-on-PIC（如台积电当前的方法）？混合键合会胜过扇出型微凸点吗？在光学方面，哪种耦合策略将占主导地位：V形槽、边缘耦合器还是光栅耦合器？例如，台积电的COUPE平台正在推广中，同时考虑边缘和表面/光栅方案。

  目前，没有哪个方案明显优于其他方案。结果可能较少取决于任何单一技术的固有优势，而更多取决于更广泛的系统级要求。未来的系统会依赖宽光谱波段数据交换吗？对准精度会成为主要瓶颈吗？这些仍是行业面临的问题，而答案最终可能由博通和英伟达这样的生态系统领导者决定。

  光纤到芯片的耦合是另一个主要问题，而业界至少在一点上似乎达成了共识：连接必须是可拆卸的，以确保可维护性。Teramount、Senko、英特尔和ICON Photonics等公司都在开发自己的方法，但标准尚未出现。任何成功的解决方案不仅需要符合硅光子学的设计规则，还需要满足插槽级集成的机械要求。

  应用拓展：AR与量子技术成为新支柱

  除了在速度和能效方面已经具有明显优势的数据通信和电信领域，光子封装在增强现实和量子技术等其他应用中也变得越来越重要。在这两个领域，关键驱动因素之一是对更小外形尺寸的需求。

  在AR领域，短期路线图由LCoS和microLED之间的竞争定义，两者都伴随着大量的封装需求。LCoS依赖于投影仪封装，而microLED则增加了将CMOS背板与外延片混合集成的挑战。展望未来，基于激光的显示架构预计将带来自身新的封装瓶颈，例如RGB激光阵列到波导的耦合。

  在量子领域，通往大规模量子比特架构的道路仍然充满变数。但无论未来是离子阱、中性原子还是光子量子比特，先进的光子封装预计都将是必不可少的。对于基于离子和原子的平台，封装需要支持控制越来越多粒子所需的激光器的密集集成。对于光子量子处理器，对准要求更为严格，光纤损耗需要保持在0.1 dB以下，远高于历史上约1 dB的损耗水平。

  市场展望：价值占比演变与增长驱动力

  截至2025年，光子封装主要由用于数据通信和电信的光收发器驱动。展望未来，来自AI基础设施的需求，特别是对更高效、更高带宽、更低功耗互连的需求，将加速共封装光学在横向扩展（Scale-out）和纵向扩展（Scale-up）架构中的应用。重要的是，这种转变不应被视为可插拔光学的替代品。预计2025年至2031年间，可插拔光收发器市场仍将增长。共封装光学不应取代它们，而应被视为光子封装生态系统的另一个机遇层。

  封装所捕获的价值份额当然会因应用而异，这取决于技术成熟度、制造量以及组装复杂性的相对重要性。随着光路越来越接近逻辑芯片，首先是在EIC层面采用类似COUPE的方法，然后转向类似Marvell和Celestial AI所追求架构中的HBM/XPU集成，封装将变得更加苛刻和更有价值。

  如今，Yole Group估计，光子封装在数据通信用可插拔光收发器中约占价值的25%，在电信中约占20%。在仍处于早期阶段的共封装光学中，在2026年至2027年的市场转折点，光子封装可能约占价值的50%，之后随着硅光子芯片在价值链中占据更大份额，到2031年将下降至约35%。

  在2031年的展望中，AR可被称为市场的“第三大应用支柱”，并且它可能被证明是特别具有活力的。Yole Group预计2026-2027年将成为AR的转折点，随着单面板RGB解决方案准备就绪投入量产，2028年将成为microLED的关键一年。这些器件有望显著缩小外形尺寸并支持更广泛的采用。

  原文：https://www.yolegroup.com/strategy-insights/photonics-packaging-heads-toward-a-14-4-billion-market-by-2031/