SK海力士、英伟达加注CPO最近半导体行业因“CPO”一词备受关注。英伟达和SK海力士一个掌控算力关键一个紧握存储核心此次罕见同时行动。近日SK海力士及其全球研究团队在《自然·电子学》杂志发表论文探讨用于高性能计算和人工智能的共封装光学器件CPO开发指出关键技术挑战概述下一代光互连技术发展轨迹。SK海力士人工智能基础设施团队负责人洪承勋和弗吉尼亚大学UVA电气与计算机工程系李奎相教授担任通讯作者领导与伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校UIUC、南洋理工大学NTU、麻省理工学院MIT和延世大学研究人员的合作研究。从更广泛层面看论文提出全面技术路线图阐述存储器、先进封装和光计算互连OCI应如何协同演进以支持下一代人工智能系统展示了SK海力士如何超越HBM创新在系统层面帮助定义下一代人工智能基础设施架构。与此同时研究人员为下一代人工智能基础设施设定明确技术目标包括每个节点超过100 Tb/s的带宽、低于1 pJ/bit的能耗以及小于10纳秒的芯片间延迟。论文还提出全面技术路线图概述从基于2D和2.5D中介层的配置到3D异构堆叠的演进过程以及商业部署必须解决的关键技术挑战。无独有偶8月14日英伟达正式宣布SpectrumX Ethernet Photonics共封装光学交换机进入全面量产阶段面向AI工厂打造下一代大规模扩展网络基础设施这是全球首款量产级200G/lane共封装光学交换机系统。英伟达官方数据显示对比传统可插拔光模块方案它可实现5倍网络功耗效率提升、5倍AI应用不间断运行时长提升平均故障间隔时间MTBF更是拉长10倍大幅改善超大规模AI集群网络的功耗与可靠性短板。CPO成为SK海力士和英伟达共同押注方向并非巧合背后原因是数据中心不堪重负。数据中心需要CPO了最早一代数据中心内部互连大量使用铜缆DAC直连交换芯片依靠OSFP、QSFPDD连接器接入DAC电缆以纯电气信号完成短距离传输。铜缆方案成本低廉、部署简单不需要光电转换器件短距离场景功耗可控。但短板明显高速信号下铜线衰减严重传输距离大多仅有数米带宽提升后功耗快速增加无法适配高密度、超大带宽的AI算力集群如今已逐步被光学互连替代。之后行业进入可插拔光模块时代这也是目前产业主流状态。交换芯片板卡通过OSFP、QSFPDD连接器外接独立的可插拔光收发模块再通过光纤完成远距离信号传输。可插拔光模块最大优势是灵活支持热插拔故障后直接更换模块即可恢复业务升级迭代也很方便标准化形态适配绝大多数云厂商数据中心。但在超高带宽AI集群中该架构短板被放大交换芯片到面板光模块之间存在一段厘米级高速电气走线高速信号传输会出现损耗、串扰为补偿信号损失光模块内部Retimer重定时器、均衡器持续消耗功耗整机网络功耗居高不下。对于普通互联网数据中心800G、1.6T可插拔光模块仍能满足需求但面对几十万卡规模的AI训练集群交换机端口数量众多大量端口叠加后额外功耗、信号损耗会成为算力集群沉重负担传统可插拔架构已接近物理极限。CPO正是为解决这一矛盾而生。CPO架构将电光转换环节移到芯片封装内部高速电信号传输距离缩短到几毫米避免长距离高速铜走线带来的信号损耗同时省去部分DSP信号处理开销实现功耗、延迟、可靠性的全面优化。200G/lane之前CPO用的是多少随着英伟达200G/lane CPO以太网交换机发布很多读者有疑问业内已大量讨论800G、1.6T光模块英伟达才推出200G是否落后CPO和传统可插拔光模块有何区别它对国内光模块公司意味着什么要回答这些问题需厘清概念200G/lane描述的是单条光通道速率800G、1.6T是单端口总速率二者维度不同。光模块端口总速率计算公式为总速率 单通道速率 × 通道数通道数一般为4、8、16这类2的幂次如8×50G 400G8×100G 800G。所以200G/lane不是落后的新技术而是下一代高速互联的底层物理基础。在本次200G/lane实现量产之前CPO产业的技术探索长期停留在50G/lane、100G/lane。行业将单通道速率推进到200G/lane的根源是AI算力爆炸带来的网络底层压力。随着GPU架构从Hopper迭代至Blackwell并向未来Rubin架构演进单颗GPU对外通信带宽爆发式增长。如今大型AI训练集群常部署几十万、上百万张GPU交换机需承载的总交换容量达到前所未有的水平。若停留在100G/lane要实现102.4T级别交换机总容量就需成倍增加物理通道数量这会导致交换芯片面积急剧增大PCB电路板布线密度达到物理极限整机功耗失控机柜供电、散热无法承受单纯堆叠通道数的方法已不可行。CPO共封装光学打破“交换芯片与光模块相互分离”的传统架构将包含激光器、调制器、探测器的光引擎和ASIC交换芯片共同封装在同一块基板上把电信号传输路径从传统方案的厘米级缩短至毫米级从根本上解决传统互连架构的功耗、信号衰减、带宽瓶颈问题。当然CPO赛道并非只有英伟达。博通在2025年10月就发布第三代CPO交换芯片Tomahawk 6DavissonTH6Davisson实现102.4Tbps交换容量带宽较上代直接翻倍。更早之前博通推出Bailly CPO交换机集成八颗6.4Tbps硅光子光引擎对比传统可插拔方案互连运行功耗降低70%硅面积使用效率提升8倍。光模块公司的尴尬拆解英伟达SpectrumX完整供应链名单可发现英伟达这套量产CPO交换机的核心合作分工明确台积电负责硅光子芯片工艺制造矽品精密承担晶圆级、芯片级封装测试Lumentum提供激光芯片天孚通信负责激光器模块子组件组装鸿海完成整机系统组装交付。值得注意的是这份核心供应商清单中没有中际旭创、新易盛等传统可插拔光模块组装大厂。这揭示了行业现实CPO架构下不需要传统形态、面板插拔式光模块光引擎直接集成进交换机封装内部。这引出行业核心问题CPO的到来是否意味着可插拔光模块时代的终结以组装、集成可插拔光模块为核心优势的国产龙头企业会面临怎样的行业变局核心结论是CPO实现量产不意味着可插拔光模块会快速退出市场二者将长期并存行业进入双线驱动阶段。多家A股光通信企业以及云服务商的网络规划信息显示2026 - 2027年全球云厂商网络建设规划仍以可插拔光模块为主力没有头部云厂商计划在未来两到三年大规模部署CPO交换机。TrendForce数据显示现阶段CPO在AI数据中心光互连市场渗透率仅约0.5%仍处于商业化早期IDC机构预测CPO大规模商用窗口在2027 - 2028年之后。同时必须客观看待CPO在运维层面的短板这也是云厂商不敢全面替换的关键。传统可插拔光模块故障运维人员直接更换单个模块几分钟即可修复故障业务几乎不受影响。而CPO架构光引擎和交换芯片深度绑定一旦光子芯片、光引擎出现故障可能导致832个端口同时失效维修往往涉及整机、整个交换单元返修运维复杂度和停机代价显著增加。只有当未来CPO产品良率持续提高单位成本下降到临界点后产业链价值分配才会发生实质性变化产业链价值重心将从传统光模块组装环节向上游光芯片、硅光子芯片、先进光电封装环节转移。对国产厂商而言CPO浪潮下国内光通信行业面临产业链重构机遇与挑战并存。国内光模块龙头有三条现实路径。第一守住基本盘持续迭代800G/1.6T/3.2T可插拔光模块抓住未来2 - 3年全球AI算力建设的主要需求。第二向上游延伸布局光引擎、硅光子、高速光芯片、光电联合封装跳出单纯模块组装切入CPO高价值环节。第三布局NPO等近封装光学等过渡技术路线NPO技术难度相对低于CPO更适合国内云厂商的实际情况是国内厂商实现技术落地的重要赛道。