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AI算力的爆炸式增長(zhǎng)的背后,是數(shù)據(jù)中心互聯(lián)技術(shù)的無(wú)聲競(jìng)速。“誰(shuí)能率先突破傳輸效率與功耗的限制,誰(shuí)就有機(jī)會(huì)在下一波AI競(jìng)賽中奪得先機(jī)。”這是筆者深耕行業(yè)一線,梳理CPO產(chǎn)業(yè)全貌后最深刻的認(rèn)知。
當(dāng)下,CPO概念的熱度席卷半導(dǎo)體與光通信領(lǐng)域,資本市場(chǎng)的追捧與頭部廠商的布局,共同將其推上“下一代光互聯(lián)核心技術(shù)”的風(fēng)口。 2025年CPO光引擎交付量超170萬(wàn)只;2027年CPO市場(chǎng)規(guī)模將突破 50 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率超 100%;AMD收購(gòu)硅光子初創(chuàng)公司Enosemi進(jìn)軍CPO,英偉達(dá)預(yù)計(jì)CPO的部署將于今年啟動(dòng),頭部廠商的動(dòng)作不斷推高行業(yè)預(yù)期。
但熱潮之下,還需保持理性的判斷。2026年或許還不是CPO的黃金時(shí)刻,卻極有可能成為L(zhǎng)PO的產(chǎn)業(yè)元年。
01
從銅互連到CPO,需翻越“兩座大山”
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)技術(shù)的每一次迭代,本質(zhì)上都是對(duì)“速率提升”與“功耗降低”這兩大核心需求的回應(yīng)。
第一座大山,銅互連—LPO
業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,銅互連作為傳統(tǒng)互聯(lián)方案的核心,至今仍保有不可替代的優(yōu)勢(shì)——可靠性高、成本可控、功耗較低,在100G及以下低速傳輸場(chǎng)景中,仍是服務(wù)器內(nèi)部、短距機(jī)柜內(nèi)連接的主流選擇。
但隨著AI大模型參數(shù)從千億級(jí)躍升至萬(wàn)億級(jí),算力需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)推動(dòng)單通道速率向224G、400G乃至800G、1.6T層級(jí)躍升,銅互連的物理局限逐漸暴露,且這種局限并非技術(shù)優(yōu)化可破解,而是由銅的物理特性決定:低速場(chǎng)景下可穩(wěn)定傳輸十幾米的銅線,當(dāng)單通道速率提升至800G及以上時(shí),銅的信號(hào)衰減和干擾會(huì)隨速率、距離呈指數(shù)級(jí)增加,驅(qū)動(dòng)能力不足的短板日益凸顯,即便增加信號(hào)放大器,也會(huì)導(dǎo)致功耗翻倍,成為制約數(shù)據(jù)中心帶寬升級(jí)的第一道剛性瓶頸。
更關(guān)鍵的是,回顧過(guò)去十年數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)歷程,光模塊的功耗上升速度已遠(yuǎn)超交換芯片,形成了“算力提升-帶寬升級(jí)-功耗激增”的惡性循環(huán):2019年12.8T交換芯片首次使用50Gbps PAM4調(diào)制格式的Serdes,彼時(shí)DSP芯片開(kāi)始在光模塊中使用,光模塊的功耗開(kāi)始趕上交換芯片的功耗,未來(lái)1.6T/3.2T網(wǎng)絡(luò),光的功耗將超過(guò)電的功耗2倍以上,功耗問(wèn)題成為網(wǎng)絡(luò)帶寬提升最大的挑戰(zhàn)之一。
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首先向速率發(fā)起沖鋒的,是近年來(lái)興起的光互聯(lián)方案LPO(線性驅(qū)動(dòng)可插拔光學(xué))。
LPO的核心邏輯并非顛覆現(xiàn)有架構(gòu),而是“簡(jiǎn)化重構(gòu)”——取消傳統(tǒng)可插拔光模塊中的DSP/CDR芯片,將相關(guān)信號(hào)處理功能集成到設(shè)備側(cè)的交換芯片中,相當(dāng)于一款“簡(jiǎn)化版可插拔光模塊”,本質(zhì)雖未突破“分離式”架構(gòu)的局限,卻實(shí)現(xiàn)了功耗與成本的雙重優(yōu)化。
LPO的核心優(yōu)勢(shì),主要包含以下三點(diǎn):
其一,功耗顯著降低。傳統(tǒng)800G光模塊因搭載CDR芯片與驅(qū)動(dòng)放大電路,單模塊功耗普遍在14W-16W;LPO技術(shù)通過(guò)簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),去除非必要的信號(hào)調(diào)理單元,將功耗直接降低20%-25%,單模塊功耗可控制在11W-12W。以萬(wàn)卡AI集群配套2萬(wàn)個(gè)800G光模塊計(jì)算,采用LPO技術(shù)每年可節(jié)省電費(fèi)超80萬(wàn)元,同時(shí)減少散熱系統(tǒng)負(fù)荷,使機(jī)房整體PUE降低0.03-0.04。
其二,傳輸能力升級(jí)。采用光信號(hào)傳輸可輕松實(shí)現(xiàn)百米級(jí)機(jī)柜間連接,可完美適配1.6T速率需求,且兼容現(xiàn)有可插拔架構(gòu),無(wú)需下游客戶重構(gòu)系統(tǒng)。
其三,成本可控。800G光模塊的成本中,CDR芯片與高速驅(qū)動(dòng)芯片占比達(dá)30%-35%,且這些芯片依賴進(jìn)口,供應(yīng)穩(wěn)定性與成本控制難度較大。LPO技術(shù)通過(guò)去除CDR芯片,改用線性驅(qū)動(dòng)方案,單模塊硬件成本可降低15%-20%。
第二座大山,LPO-CPO
不過(guò),LPO仍不是終極方案。LPO模塊雖可插拔,但在1.6T以上速率時(shí),電接口的信號(hào)完整性和功耗仍面臨挑戰(zhàn),且模塊與主機(jī)間的連接仍會(huì)產(chǎn)生損耗。彼時(shí)CPO技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
CPO的核心價(jià)值,在于打破了“光模塊與交換/計(jì)算芯片分離”的傳統(tǒng)架構(gòu),將光引擎(含激光器、調(diào)制器、探測(cè)器)與ASIC/GPU等芯片共封裝在同一基板上,使電信號(hào)路徑從厘米級(jí)縮短至毫米級(jí),從根本上解決了傳統(tǒng)互連方案的功耗、延遲、帶寬瓶頸,為3.2T及更高速率鋪平道路,是光互聯(lián)產(chǎn)業(yè)的“終極目標(biāo)”。
但熱潮之下,CPO仍面臨三重核心瓶頸。
02
誰(shuí)在阻擋CPO的黃金時(shí)代?
當(dāng)前,CPO雖已進(jìn)入技術(shù)研發(fā)與小批量試產(chǎn)階段,臺(tái)積電、英偉達(dá)、博通等頭部廠商加速布局,但距離真正的規(guī)模化量產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)爆發(fā),仍需跨越成本、接口標(biāo)準(zhǔn)化、核心零部件國(guó)產(chǎn)化三大鴻溝,而這三大瓶頸的突破,均非短期可實(shí)現(xiàn)。
成本問(wèn)題是制約CPO快速發(fā)展的首要因素,這一點(diǎn)得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛共識(shí)。業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,LPO模塊雖可插拔,但在1.6T以上速率時(shí),電接口的信號(hào)完整性和功耗仍面臨挑戰(zhàn),且模塊與主機(jī)間的連接仍會(huì)產(chǎn)生損耗。盡管業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè),一旦CPO實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),成本有望有效,但目前CPO仍處于“小批量試產(chǎn)”階段,量產(chǎn)良率、產(chǎn)能規(guī)模均未達(dá)到成本優(yōu)化的臨界點(diǎn),2026年難以實(shí)現(xiàn)成本的大幅下降,自然無(wú)法進(jìn)入黃金爆發(fā)期。
接口標(biāo)準(zhǔn)化是CPO實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的核心前提,也是當(dāng)前行業(yè)面臨的重要難題。業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,CPO的封裝標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要,它關(guān)系到如何從芯片獲取光纖、如何將多個(gè)平臺(tái)集成在一起以確保電子接口正常工作,而目前針對(duì)射頻、直流或光纖連接的I/O端口各不相同,存在多種不同的實(shí)現(xiàn)方案,缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
盡管已有封裝廠商著手制定標(biāo)準(zhǔn),例如Swiss Peak在2025年11月啟動(dòng)了小型標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃,但標(biāo)準(zhǔn)化的制定與推廣需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游(芯片、封裝、光模塊、下游數(shù)據(jù)中心)的協(xié)同發(fā)力,涉及多方利益博弈,絕非短期可完成。更重要的是,CPO的生態(tài)尚未形成,交換機(jī)、光學(xué)、封裝、軟件等環(huán)節(jié)需協(xié)同成熟,而下游客戶往往沒(méi)有足夠的時(shí)間去認(rèn)證新的供應(yīng)商,進(jìn)一步加大了標(biāo)準(zhǔn)化落地與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的難度。
核心零部件國(guó)產(chǎn)化不足的問(wèn)題,對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商而言尤為突出。在CPO產(chǎn)業(yè)鏈中,光芯片、調(diào)制器、激光器等核心器件仍高度依賴海外廠商,國(guó)內(nèi)廠商在核心技術(shù)上仍存在較大差距,尚未實(shí)現(xiàn)自主可控。
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03
2026年,LPO元年確立
從技術(shù)成熟度來(lái)看,LPO技術(shù)已逐步走向成熟。全球頭部廠商已開(kāi)啟“雙線布局”模式,一邊加速CPO的技術(shù)研發(fā)與試點(diǎn)部署,一邊搶占LPO的市場(chǎng)先機(jī);國(guó)內(nèi)廠商則憑借在光模塊領(lǐng)域的積累,在LPO與CPO兩條路線上同步發(fā)力。
業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示“在CPO技術(shù)當(dāng)中,英偉達(dá)仍走在前列”。近日,英偉達(dá)宣布2026年將啟動(dòng)CPO部署,目前已宣布CoreWeave、Lambda和德克薩斯高級(jí)計(jì)算中心(TACC)三家合作伙伴,將于2026年上半年部署基于Quantum-2 InfiniBand平臺(tái)的CPO系統(tǒng),Spectrum-X以太網(wǎng)平臺(tái)的CPO產(chǎn)品計(jì)劃于2026年下半年開(kāi)始出貨。
博通2025年10月推出第三代采用CPO技術(shù)的以太網(wǎng)交換芯片Tomahawk 6-Davisson(TH6-Davisson),這是業(yè)界首款帶寬容量達(dá)到102.4Tbps的CPO以太網(wǎng)交換芯片,帶寬是此前最快同類芯片的兩倍,進(jìn)一步提升了CPO的技術(shù)上限。此外,在去年3月,博通已向小部分客戶交付了業(yè)界首款 51.2 兆兆位/秒 (Tbps) 共封裝光學(xué) (CPO) 以太網(wǎng)交換機(jī) Bailly。該產(chǎn)品集成了八個(gè)基于硅光子的 6.4-Tbps 光學(xué)引擎和 Broadcom 一流的 StrataXGS Tomahawk5 交換機(jī)芯片。與可插拔收發(fā)器解決方案相比,Bailly 使光學(xué)互連的運(yùn)行功耗降低了70%,硅面積效率提高了8倍。
臺(tái)積電作為CPO封裝技術(shù)的核心玩家,其COUPE技術(shù)路線明確分為兩步:
- 2026年實(shí)現(xiàn)CPO與Switch的集成。
- 后續(xù)逐步實(shí)現(xiàn)CPO與XPU/OIO的集成。
臺(tái)積電與博通聯(lián)合開(kāi)發(fā)的微環(huán)調(diào)制器(MRM)近期已通過(guò)3nm試產(chǎn),為頂級(jí)AI芯片集成到CPO模塊奠定基礎(chǔ),預(yù)計(jì)臺(tái)積電將采用其CoWoS或SoIC先進(jìn)封裝。此舉也說(shuō)明CPO技術(shù)已從研發(fā)階段向量產(chǎn)化邁進(jìn),1.6T光傳輸時(shí)代正加速到來(lái)。
Marvell也正重點(diǎn)布局共封裝光學(xué)(CPO)技術(shù)。去年1月,Marvell宣布,其下一代定制XPU架構(gòu)將采用共封裝光學(xué) (CPO) 技術(shù)。
國(guó)內(nèi)廠商方面,中際旭創(chuàng)作為光模塊龍頭,在800G產(chǎn)品市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位,1.6T產(chǎn)品已通過(guò)英偉達(dá)認(rèn)證,2025年第三季度開(kāi)始向重點(diǎn)客戶出貨,第四季度快速上量。中際旭創(chuàng)預(yù)計(jì)今年1.6T光模塊需求規(guī)模較去年將出現(xiàn)“較大增長(zhǎng)”,公司一季度訂單增長(zhǎng)迅速,且有望保持環(huán)比增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)悉,中際旭創(chuàng)是谷歌的第一大光模塊供應(yīng)商,在谷歌的800G產(chǎn)品采購(gòu)中占據(jù)了超過(guò)50%的份額。其1.6T光模塊已與谷歌完成聯(lián)合測(cè)試。中際旭創(chuàng)的光模塊產(chǎn)品與谷歌的OCS架構(gòu)形成了技術(shù)協(xié)同,共同服務(wù)于下一代數(shù)據(jù)中心。有分析指出,中際旭創(chuàng)也是谷歌OCS交換機(jī)的代工商。此外,中際旭創(chuàng)已具備3.2T光模塊的開(kāi)發(fā)能力,并與英偉達(dá)聯(lián)合定義接口標(biāo)準(zhǔn),但其官方表示仍處于研發(fā)階段,尚未形成規(guī)模化交付。
新易盛則采用“LPO、NPO、CPO”三大技術(shù)路線并行布局,率先量產(chǎn)基于LPO的400G/800G模塊,在LPO領(lǐng)域已形成明顯優(yōu)勢(shì)。目前其LPO產(chǎn)品已獲英偉達(dá)H100平臺(tái)認(rèn)證,成為Meta大模型訓(xùn)練集群的獨(dú)家供應(yīng)資格,并為微軟Azure等巨頭提供產(chǎn)品。在CPO領(lǐng)域,2026年1月宣布1.6T CPO量產(chǎn)良率提升至99%,已鎖定英偉達(dá)超50萬(wàn)只1.6T CPO大額訂單,計(jì)劃2026年下半年開(kāi)始小批量交付,實(shí)現(xiàn)從LPO到CPO的穩(wěn)步突破。據(jù)悉,新易盛的3.2T產(chǎn)品目前處于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段。
光迅科技作為國(guó)內(nèi)光器件龍頭,400G、800G光模塊已批量出貨,已推出滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的全系列1.6T高速光模塊。目前正積極投入共封裝光學(xué)(CPO)相關(guān)光器件及連接方案研發(fā),與產(chǎn)業(yè)鏈伙伴深度合作推進(jìn)落地。據(jù)悉,光迅科技早在2012年谷歌推出光纖計(jì)劃時(shí),就已成為其寬帶接入關(guān)鍵光器件的核心供應(yīng)商。光迅科技正重點(diǎn)研發(fā)基于硅光集成的3.2T光模塊,目前產(chǎn)品仍處于研發(fā)階段,計(jì)劃在2026年新增產(chǎn)線。
去年9月,針對(duì)投資者關(guān)于“CPO是否會(huì)取代可插拔光模塊”的提問(wèn),中際旭創(chuàng)在投互平臺(tái)上回應(yīng)稱,可插拔光模塊仍具有很強(qiáng)的迭代能力和生命力,預(yù)計(jì)能按照3.2T、6.4T和12.8T的Roadmap進(jìn)行技術(shù)迭代。新易盛則預(yù)計(jì)CPO在800G不會(huì)有應(yīng)用,1.6T可插拔光模塊依然是市場(chǎng)主流。
因此,從產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看,LPO與CPO并非“替代關(guān)系”,而是“互補(bǔ)關(guān)系”:LPO聚焦于1.6T及以下中高速率場(chǎng)景,憑借低功耗、低成本、易維護(hù)的優(yōu)勢(shì),占據(jù)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的主流市場(chǎng);CPO則聚焦于3.2T及以上超高速率場(chǎng)景,瞄準(zhǔn)AI超級(jí)計(jì)算機(jī)、高端數(shù)據(jù)中心等極致性能需求,成為光互聯(lián)產(chǎn)業(yè)的“終極方向”。
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