在人工智能与高性能计算迅猛发展的背景下,数据中心的算力需求呈指数级增长,传统铜缆和可插拔光模块已逼近物理极限。
为突破带宽、功耗与空间瓶颈,光电共封装技术(CPO)正成为下一代数据中心互连的核心方向。
国投证券发布的《通信行业光通信系列报告二》系统性地阐述了CPO如何重构算力基础设施,并预测其产业化进程有望早于市场预期,在2025至2026年进入规模化落地阶段。
CPO(Co-Packaged Optics)通过将光引擎与交换芯片(ASIC)在同一封装内深度融合,极大缩短高速电信号传输距离,从而实现四大核心跃升:高密度、高能效、高性能与架构简化。
相比传统可插拔光模块,CPO单位面积带宽密度提升一个数量级,可达50–200Gbps/mm;系统级功耗下降超过50%,尤其在大规模AI集群中节能效果显著。
以英伟达GB300 NVL72集群为例,采用CPO后网络总功耗降幅可达48%。
此外,CPO还能有效解决224G+ SerDes信号完整性问题,支持3.2T乃至更高吞吐量的交换架构,同时减少光纤跳线和连接器使用,提升系统可靠性并优化TCO。
英伟达明确“双代递进”路线年推出第一代准共封装产品Quantum-X,兼顾可维护性;2026年升级至深度共封装的Spectrum-X平台,单光引擎带宽达3.2T,推动AI以太网网络发展。
博通则从验证走向全面光化,其Bailly平台已实现51.2T全光CPO交换机,未来将迈向102.4T级别,并结合CoWoS-L等先进封装技术。
英特尔采取渐进策略,分四阶段构建从电I/O到3D光子集成的能力基础,强调底层封装平台的长期布局。
CPO真正的增长引擎来自Scale-up场景——即GPU间的超高带宽互联。
这一定位使其不仅是一项器件革新,更是驱动整个算力基础设施升级的技术底座。
一是灵活性缺失,光引擎与ASIC深度绑定导致无法独立更换,运维成本上升;二是异质集成热管理难题,高功耗ASIC与温敏光芯片共存带来严重热串扰;三是测试与良率困境,系统级集成放大失效风险,目前1.6T CPO端口成本高达2800美元,远高于可插拔方案;四是技术迭代错配,光学与电学升级周期不同步,可能造成整体系统锁定落后技术。
上游硅光芯片、高性能激光器、FAU光纤阵列等核心组件价值量显著提升;中游先进封装(如台积电COUPE)、光电协同制造成为关键壁垒;下游AI服务器与液冷散热需求同步扩张。
源杰科技已量产大功率CW激光器芯片并研发300mW光源满足CPO需求;仕佳光子布局FAU、MPO连接器及AWG芯片,打通CPO无源组件链条;长光华芯聚焦ELS外置光源,多款DFB/EML芯片进入客户验证;致尚科技绑定SENKO深度参与CPO连接生态;炬光科技则提供高精度V型槽、微透镜阵列等关键光学部件,支撑光引擎装配。
尽管短期受成本与生态制约,但随着AI训练对带宽密度和能效要求持续攀升,CPO在Scale-up领域的战略卡位不可动摇。
未来五年,CPO将在800G/1.6T端口中的渗透率逐步提升,最终由AI Scale-up应用主导市场格局,开启高密度、高能效的新时代。
原文标题:2026-02-13-国投证券-国投证券-通信行业光通信系列报告二:光电共封装重构算力互连架构,CPO开启高密度高能效新时代
