光模块技术迭代周期缩短至约2年,AI算力需求正推动行业从400G向800G乃至更高速率加速演进,技术路线正从传统可插拔方案向硅光、CPO(光电共封装)等新形态迁移,竞争壁垒也从封装良率转向高速光芯片设计、DSP算法与热管理等系统级能力。CPO作为光模块的一种划时代技术变革,通过将交换芯片与光引擎共同封装,实现低功耗、大带宽传输,被视为满足AI数据中心高密度互联需求的必经之路。

从可插拔到共封装:2年周期下的技术跃迁

光模块是光通信系统的核心器件,负责光电信号转换。为迎合带宽需求增长,封装方式持续演进,传输速率从早期的1G逐步提升至400G,且功耗与体积不断优化。但无论速率如何提升,传统方案始终停留在可插拔(Pluggable)范畴——光纤先插入光模块,再经SerDes通道连接交换芯片。

AI算力集群的扩张带来更高资本开支,从立项规划到设备搭载光模块约需2年周期,推动高速率产品需求集中释放。与此同时,CPO(Co-packaged optics,光电共封装技术)将交换芯片与光引擎共同装配在同一插槽上,使光引擎尽量靠近网络交换芯片,以替代传统光模块,显著提升输入/输出接口的能源效率。在单通道速率超过100Gbps后,传统可插拔方案在成本效益上难以与CPO媲美。

对比维度传统可插拔CPO共封装
连接方式光纤插接光模块,经SerDes通道传输光引擎与交换芯片共封装
功耗较高功耗低
带宽受限于接口密度带宽大,适合高密度互联
适用场景当前主流AI高速率、大带宽场景

AI驱动下的市场格局与玩家卡位

CPO技术虽刚起步,但前景广阔。根据中际旭创援引的CIR数据,CPO出货量预计将从800G和1.6T端口开始,2024至2025年商用,之后两年规模上量。海外网络设备与芯片龙头思科、博通、英特尔等均有前瞻布局并推进标准化,其中博通进展较快,已推出51.2T的CPO交换机。国内厂商因缺乏高速率交换机芯片,暂无法提供整套CPO交换机,主要角色是为海外龙头供应光引擎。

国内光引擎供应商中,天孚通信进展最快——公司定位于光器件整体解决方案提供商,提前卡位高速光引擎技术,产品已从小批量转入批量生产,与思科等客户合作的产品设计已通过验证,正在做可靠性测试。联特科技已完成高密度光电连接产品设计,与思科有合作但进度相对落后。博创科技持续布局硅光,CPO产品研发超一年,目前处于送样阶段,正与Intel接触。

常见问题

CPO会完全替代传统可插拔光模块吗?

短期内不会。CPO在功耗、带宽密度方面优势明显,尤其适合单通道速率超100Gbps的超高带宽场景,但传统可插拔方案在现有数据中心仍广泛存在。两者将根据速率、成本与场景需求并行演进,CPO的规模上量预计在商用后两年逐步展开。

国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?

国内厂商主要定位为海外网络设备龙头供应光引擎,而非提供整套CPO交换机,核心瓶颈在于缺乏高速率交换机芯片。天孚通信、联特科技、博创科技是代表性供应商,其中天孚通信的量产进度与客户导入进展领先。

光模块行业的竞争壁垒发生了什么变化?

壁垒正从传统的封装良率与制造工艺,转向高速光芯片设计、DSP算法、热管理等系统级集成能力。CPO要求光引擎与交换芯片深度协同,对精密光学组件集成、可靠性验证及客户联合研发能力提出更高要求,具备提前卡位与批量交付能力的厂商将占据有利位置。

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