基础概念与光互连架构

共封装光学

Co-Packaged Optics · CPO
2026 高频词2026 新词图解CPO

定义

把光引擎与交换 ASIC(或 GPU)封装在同一基板上,光电转换距离从几十厘米缩短到毫米级。
大白话 以前光模块像外接硬盘,插在交换机面板上,信号要跑一段长铜线;CPO 相当于把光模块直接焊到交换芯片旁边,路短了,费的电和出的错都少了。

图解

光引擎离 ASIC 有多远 · 距离越短,功耗越低、时延越小,可维护性越差可插拔现场热插拔 · 可维护性最好ASIC面板模块几十 cm信号要走完长铜线NPO 近封装同板独立封装 · 光引擎可单换ASIC光引擎独立封装几 cm电通道短,但光引擎是独立件CPO 共封装同基板共封装 · 故障需换整板同一封装基板ASIC光引擎共封装mm 级电通道最短,代价是维修性NPO 是 CPO 与可插拔之间的现实解:把光引擎挪到 ASIC 旁边,但保留「可以单独换」这一条运维底线。
三种布局:光离 ASIC 有多远 三种布局的本质区别是电信号要走多远。可插拔要走完几十厘米铜线,NPO 缩到几厘米,CPO 缩到毫米级。距离缩短直接换来功耗与信号完整性的改善,但代价是可维护性——CPO 里光器件和 ASIC 是同一个封装,单点故障要换整板。
相对功耗量级示意 · 以全重定时可插拔为 100 的基准可插拔(全重定时)LROLPONPO(示意)CPO(厂商口径)100约 82约 70明显下降厂商称降约 80%后两项为示意量级,随方案差异极大,不宜直接引用为实测值。
相对功耗量级 LRO 与 LPO 的功耗降幅来自「去掉 DSP」这一件事,数字为厂商与行业媒体口径。NPO/CPO 的降幅来自「缩短电通道 + 简化信号处理」两件事叠加,量级差异极大,只能当方向看,不能当参数用

说明

共封装光学(CPO)把光引擎与交换 ASIC(或 GPU)封装在同一块基板上,让光电转换的距离从几十厘米的 PCB 铜线缩短到毫米级的封装内互连。这是目前光互连领域最受关注、争论也最多的技术路线。

2026 年 8 月,英伟达宣布 Spectrum-X 以太网 CPO 交换机全面量产,单芯片交换容量 102.4Tb/s,官方口径称功耗降低约 80%、激光器用量减少约 75%、MTBF 提升约 10 倍。博通的路线是 Tomahawk 6(Davisson)集成 16 个 6.4T 硅光引擎,同样指向 102.4Tb/s,其 51.2T 的 Bailly 已小批量出货。

行业争论的焦点已经从「CPO 能不能用」转向「CPO 与可插拔谁说了算」,本质是标准制定权与生态主导权之争。乐观方看到的是功耗与带宽密度的量级改善,谨慎方看到的是运维现实:单颗光器件故障可能导致整块封装报废、无法现场单换,2.5D/3D 先进封装良率爬坡慢于预期,液冷等散热配套也尚未成熟。

一个常被忽略的事实是:CPO 几乎只使用单模光纤接口。这意味着它和现有的多模短距生态不是简单替换关系,而是需要重新配套布线、连接器与运维流程。

关键数字

102.4Tb/s · 单芯片交换容量(厂商发布)
约 80%厂商口径功耗降幅(非第三方实测)
0.5%–35%不同口径下 2026 年 CPO 渗透率测算,差距达两个数量级
毫米级光电转换的物理距离

关键要点

  • 2026 年 8 月英伟达宣布 Spectrum-X 以太网 CPO 交换机全面量产,单芯片交换容量 102.4Tb/s,官方口径功耗降约 80%、激光器用量减少约 75%、MTBF 提升约 10 倍。
  • 博通路线:Tomahawk 6(Davisson)集成 16 个 6.4T 硅光引擎,同样指向 102.4Tb/s;其 51.2T 的 Bailly 已小批量出货,并展示 3D CPO 封装方案。
  • 行业争论已从「CPO 能不能用」转向「CPO 与可插拔谁说了算」,即标准制定权与生态主导权之争。
  • 现实约束:单颗光器件故障可能导致整块封装报废、无法现场单换;2.5D/3D 先进封装良率爬坡慢于预期;液冷等散热供应链尚未成熟。
  • CPO 几乎只使用单模光纤接口。

易混辨析

与 NPO 的区别 CPO 是共封装、光引擎与 ASIC 同一封装,故障需换整板;NPO 是近封装、光引擎独立封装,可单独更换。NPO 的功耗与密度改善略小,但保住了运维底线。
与 LPO 的区别 LPO 仍然可插拔、光电转换仍在面板,只是模块内去掉了 DSP。CPO 改的是「光引擎装在哪」,LPO 改的是「模块里还要不要 DSP」,两者不是同一层面的替代关系。

口径提示

CPO 相关数字是行业里最容易被误引的:渗透率测算在不同机构之间差了一两个数量级;功耗降幅、激光器减少比例、MTBF 提升倍数均为厂商针对自身量产产品发布的口径,非第三方实测;器件厂商自己的营收指引更克制——横向扩展 CPO 2026 年下半年开始贡献营收,纵向扩展 CPO 2027 年开始。引用时务必标注来源与统计口径。
← 上一个词条可插拔光模块 下一个词条 →近封装光学