数据中心光模块正经历从100G向400G、800G乃至更高速率的快速迭代,800G升级不仅是速率翻倍,更是对厂商技术储备、封装工艺与客户验证能力的综合考验,有望成为重塑竞争格局的新壁垒。光模块作为光通信系统的核心器件,负责光电信号转换,其技术演进始终围绕传输带宽、功耗与体积展开;而AI算力需求的爆发,正加速推动这一进程。
从可插拔到共封装:技术路线的跃迁
光模块的封装形式经历了从GBIC、SFP到QSFP系列的持续演进,传输速率也从1G逐步提升至400G。尽管速率持续增长,但传统可插拔(Pluggable)的连接方式始终未变——光纤需先插入光模块,再通过SerDes通道与网络交换芯片通信。这一模式在单通道速率超过100Gbps后,面临成本效益挑战。
CPO(光电共封装技术)由此成为变革方向。它将交换芯片与光引擎共同封装在同一个插槽上,使光引擎尽量靠近网络交换芯片,从而带来功耗低、带宽大、输入/输出接口能源效率提升等优势。在带宽密度要求大幅提升的背景下,CPO被视为实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。
800G与CPO:市场爆发的催化剂
AI算力需求提升正推动云厂商增加资本开支,对高速光模块的评估与采购已提上日程。从立项规划到设备搭载光模块大约需要2年周期,这意味着AI带来的需求将在后续集中释放。全球数据中心光模块市场规模已从2016年的31.55亿美元增长至2021年的43.77亿美元,技术迭代与需求扩张同步加速。
CPO作为下一代技术,其出货预计将从800G和1.6T端口开始,2024至2025年间商用,之后规模上量。海外网络设备及芯片龙头如思科、博通、英特尔等已前瞻布局,其中博通已推出51.2T的CPO交换机。国内厂商则主要聚焦光引擎供应环节,代表厂商包括天孚通信、联特科技和博创科技。
| 厂商 | 技术进展 | 客户与合作 |
|---|---|---|
| 天孚通信 | 高速光引擎项目已从小批量转入批量生产 | 与思科合作,产品设计通过验证,正做可靠性测试 |
| 联特科技 | 完成高密度光电连接产品设计,建设共封装工艺平台 | 与思科合作,进度相对靠后 |
| 博创科技 | 硅光布局,CPO产品研发超一年 | 与Intel接触中,处于送样阶段 |
技术壁垒:谁在构筑护城河
800G升级的技术壁垒体现在多个层面。首先是光芯片与封装工艺,高速率对EML、硅光等光芯片技术路线的选择与良率控制提出更高要求;其次是共封装工艺,将光引擎与交换芯片精密装配需要深厚的光器件集成能力;最后是客户验证周期,大型云厂商与设备商对产品可靠性的验证周期长,率先通过验证的厂商将占据先发优势。
天孚通信在CPO光引擎领域进展较快,其定位于光器件整体解决方案提供商,在该领域沉淀近20年,已于2021年募集资金建设高速光引擎项目,目前产品已具备批量生产能力。联特科技则正积极建设各类光学元件与电芯片共封装工艺的设计和开发平台,未来有望成为天孚通信之后的第二供应商。
常见问题
800G光模块与CPO是什么关系?
800G是当前光模块的传输速率代际,而CPO是一种新型封装技术。CPO的出货预计将从800G和1.6T端口开始,两者是速率升级与技术变革的交汇点。
硅光与EML技术路线哪个更有优势?
两种路线各有适用场景。EML在高速率传输方面技术成熟,硅光则在集成度与成本潜力上具备优势。博创科技等厂商在硅光方面有所布局,但最终哪种路线占优,仍需以厂商后续产品表现及第三方实测数据为准。
国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?
国内厂商目前主要为海外网络设备龙头供应光引擎,尚未推出整套CPO交换机,主要原因是缺乏高速率交换机芯片。天孚通信、联特科技、博创科技是这一环节的代表厂商,其中天孚通信进展最快。