光通信系统依赖光电转换原理工作,光模块作为核心光器件,承担着电信号与光信号相互转换的角色。随着AI算力需求爆发,传统可插拔光模块在功耗和带宽密度上逐渐逼近瓶颈,CPO(光电共封装技术)成为光模块演进的关键变革方向,竞争焦点正从传统封装工艺转向光电共封装技术、高速光引擎以及核心光芯片的研发与量产能力。
从光电转换到CPO:技术演进的必然
光通信系统主要由光设备、光纤光缆和光器件三部分组成,光模块属于光器件的一种,核心作用是将电信号转换为光信号发射出去,同时接收光信号并转回电信号,从而发挥光纤低损耗、远距离传播的优势。随着5G基建和数据中心大规模发展,光模块市场需求快速增长,封装形式也从GBIC、SFP等持续演进,速率不断提升。但无论速率如何升级,传统光模块始终未脱离可插拔的连接方式——光纤需先插入光模块,再通过SerDes通道连接网络交换芯片。
CPO的出现改变了这一格局。CPO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。相比传统可插拔方案,CPO具备功耗低、带宽大的特点,能够提升输入/输出接口的能源效率。尤其在单通道速率超过100Gbps之后,传统可插拔光模块在成本效益上难以与CPO技术相媲美,因此CPO被视为实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。
CPO时代的竞争焦点与产业链卡位
CPO时代的竞争焦点集中在光引擎、封装工艺和下游客户导入三个层面。光引擎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、精密机械组件等各类光器件,替代传统光模块实现光信号传输与接收功能。海外方面,思科、博通、英特尔等网络设备龙头和芯片龙头已前瞻性布局CPO技术并推进标准化工作,其中博通进展较快,已推出51.2T的CPO交换机。国内厂商因缺乏高速率交换机芯片,目前主要定位是为海外网络设备龙头供应光引擎,代表企业包括天孚通信、联特科技和博创科技。
| 环节 | 竞争焦点 | 代表性企业 |
|---|---|---|
| 光芯片与光引擎 | 高速光引擎研发与量产能力 | 天孚通信、联特科技、博创科技 |
| 封装工艺 | 光电共封装工艺设计与开发 | 联特科技等 |
| 下游导入 | 与网络设备龙头的合作验证与量产 | 天孚通信(与思科合作) |
国内厂商中,天孚通信在CPO光引擎方面进展最快,产品已从小批量转入批量生产,并与思科等网络设备龙头合作,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的产品设计及定制化能力建设,正在建设光学元件与电芯片共封装工艺的设计开发平台,与思科亦有合作但产品进度相对落后。博创科技在硅光方面持续布局,CPO产品研发已超过一年,目前处于送样阶段,正在与Intel接触。
常见问题
CPO相比传统光模块的核心优势是什么?
CPO的核心优势在于功耗低、带宽大,同时可提升输入/输出接口的能源效率。在数据中心规模扩大、带宽密度要求大幅提升的背景下,CPO通过将光引擎与交换芯片共封装,缩短了光电信号传输路径,从而在高速率场景下具备更好的成本效益。
国内厂商在CPO产业链中扮演什么角色?
国内厂商因缺少高速率交换机芯片,目前主要为海外网络设备龙头供应光引擎。天孚通信进展最快并已具备量产能力,联特科技和博创科技也在积极布局,分别与思科、Intel等海外厂商接触推进合作。
CPO技术何时会规模商用?
根据行业预测,CPO出货量预计从800G和1.6T端口开始,2024到2025年开始商用,之后两年规模上量。目前海外龙头厂商的产品预计也将陆续上市,但具体节奏仍取决于技术成熟度和下游需求验证进度。