从GBIC到800G,光模块封装技术的迭代始终围绕传输速率提升、功耗降低与体积缩小三条主线展开。关键拐点在于:从早期GBIC(1G)到SFP/XFP(10G)确立可插拔形态,再到QSFP系列覆盖40G至400G速率,最终在AI算力驱动下,800G时代催生了CPO(光电共封装)这一划时代的技术变革方向。
可插拔时代:从GBIC到QSFP的演进
光模块封装技术的早期迭代,核心是在可插拔(Pluggable)框架内不断提升速率和集成度。从技术演进路径看,GBIC(1G)是最早的标准化封装之一,随后SFP(10G)与XFP(10G)在2001至2004年间相继出现,实现了更小体积下的10G速率传输。
此后,QSFP系列封装成为主流方向,覆盖了从40G到400G的速率区间。这一阶段的技术迭代呈现出一个显著特征:尽管传输速率持续增长,但光模块的功耗反而越来越低,产品体积也越来越小。例如,从CFP到CFP2、CFP4再到QSFP28,封装体积持续缩小,而速率能力不断提升。
| 封装代际 | 典型速率 | 演进特征 |
|---|---|---|
| GBIC | 1G | 早期标准化封装 |
| SFP / XFP | 10G | 体积缩小,速率提升 |
| QSFP系列 | 40G-400G | 高密度集成,功耗优化 |
800G时代的拐点:CPO的诞生逻辑
无论可插拔技术如何迭代,其连接方式始终没有摆脱一个范畴:光纤需先插在光模块上,再通过SerDes通道将信号送至网络交换芯片。而CPO(Co-packaged optics,光电共封装技术)则从根本上改变了这一架构。
CPO的核心变革在于将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上,形成芯片和模组的共封装,使光引擎尽量靠近网络交换芯片。这种架构带来的直接优势是功耗低、带宽大,并可提升输入/输出接口的能源效率。
AI算力需求的爆发加速了这一拐点的到来。在带宽密度要求大幅提升、单通道速率超过100Gbps之后,传统可插拔光模块在成本效益方面已难以与CPO技术相媲美。META等云厂商已开始对800G光模块进行评估,从立项规划到设备搭载约需2年周期,AI带来的光模块需求将出现集中释放。
产业格局:海外龙头领跑,国内厂商切入光引擎
在CPO产业化进程中,思科、博通、英特尔等海外网络设备与芯片龙头已有前瞻性布局,并推进CPO标准化工作。其中博通进展较快,已推出51.2T的CPO交换机。
国内厂商的切入点则集中在光引擎供应——这是光模块的一种进化形态,在光芯片封装基础上集成精密微光学组件等器件,替代传统光模块实现光信号传输。天孚通信在国内CPO光引擎进展最快,其高速光引擎项目产品已从小批量转入批量生产,并与思科等下游客户合作推进验证;联特科技已完成高密度光电连接产品设计,与思科亦有合作;博创科技在硅光领域持续布局,CPO产品研发已持续较长时间。
常见问题
CPO与传统可插拔光模块的根本区别是什么?
传统可插拔光模块需要光纤先插入模块,再通过SerDes通道连接交换芯片;而CPO将交换芯片和光引擎共同封装在同一个插槽上,让光引擎尽量靠近交换芯片,从而降低功耗、提升带宽密度。
800G光模块需求爆发的驱动力是什么?
AI算力需求提升带来云厂商资本开支增加,头部云厂商已开始评估800G光模块。由于从立项规划、基建到设备搭载约需2年周期,AI带来的光模块需求将呈现集中释放特征。
国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?
国内厂商因缺乏高速率交换机芯片,暂未推出整套CPO交换机,主要角色是为海外网络设备龙头供应光引擎。天孚通信进展最快,已具备批量生产能力;联特科技、博创科技亦有布局,分别处于产品验证和送样阶段。