光模块封装从可插拔走向CPO(光电共封装),核心变化在于把光引擎与交换芯片共同封装在同一个插槽上,用更短的电气路径替代传统可插拔方案中的高速SerDes通道。这一转变带来的直接结果是功耗更低、带宽更大,并在单通道速率超过100Gbps后,让传统可插拔光模块在成本效益上难以与CPO相媲美。对厂商而言,成本结构从“物料与组装为主”转向“封装工艺与硅光技术驱动”,盈利模式也随之从卖标准化模块,逐步向提供光引擎等核心部件倾斜。

封装演进:从GBIC到QSFP-DD的密度与功耗竞赛

光模块封装形态的迭代,本质上是在体积、功耗与速率之间寻找平衡。从1998年的GBIC(1G)到2018年的QSFP-DD(400G),封装形态持续演进,但始终没有脱离可插拔(Pluggable)的范畴——光纤先插在光模块上,再通过SerDes通道送到网络交换芯片。在这一过程中,尽管传输速率持续增长,光模块的功耗反而越来越低,产品体积也越来越小。

封装形态出现时间速率
GBIC1998年1G
SFP2001年10G
XFP2004年10G
QSFP-DD2018年400G

可插拔方案的物理瓶颈在于:速率越高,高速电连接的成本和功耗越难以控制。当单通道速率超过100Gbps后,传统可插拔光模块在成本效益方面将很难与CPO技术相媲美,这也是CPO被视为“必经之路”的根本原因。

CPO的成本逻辑:省掉的不只是连接器

CPO(Co-packaged optics,光电共封装技术)将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上,使光引擎尽量靠近网络交换芯片。这一架构的直接收益是减少了高速电连接的需求,从而降低功耗并提升输入/输出接口的能源效率

从成本结构看,CPO的替代逻辑并非单纯“省掉一个连接器”,而是系统级的成本重构:

  • 功耗节约:更短的电连接路径意味着更低的信号损耗和散热需求,这在数据中心大规模部署场景下,对应可观的运营成本节约。
  • 物料简化:光引擎替代传统光模块,集成精密微光学组件、精密机械组件等光器件,减少了部分独立封装物料。
  • 研发投入转移:封装工艺复杂度从“模块组装”转向“共封装工艺设计”,对厂商的光电协同设计能力要求显著提升。

值得注意的是,硅光技术成熟度是CPO成本曲线能否快速下行的关键变量。目前国内厂商在硅光方面已有布局,但CPO产品仍多处于研发或送样阶段,大规模量产尚未全面展开。

盈利模式迁移:从卖模块到供光引擎

CPO时代,产业链利润分配可能发生显著变化。海外网络设备龙头(如思科、博通、英特尔)主导CPO交换机的整体方案,而国内厂商由于缺少高速率交换机芯片,主要角色是为海外龙头供应光引擎——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等各类光器件,实现光信号的传输与接收。

国内代表厂商的卡位各有不同:

  • 天孚通信:CPO光引擎进展国内最快,高速光引擎项目产品已从小批量转入批量生产,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,与思科有合作,但产品进度相对落后。
  • 博创科技:持续在硅光方面布局,CPO产品研发已超一年,目前处于送样阶段,正在与Intel接触。

这意味着,国内厂商的盈利模式正从“标准化光模块销售”转向“深度绑定下游设备商的定制化光引擎供应”,对客户的依赖度更高,但技术壁垒和附加值也可能相应提升。CPO市场规模预计从800G和1.6T端口开始商用,之后规模上量,对厂商而言,能否在窗口期内完成工艺验证和客户导入,将决定其在下一代光互联格局中的位置。

常见问题

CPO会完全取代可插拔光模块吗?

短期内不会。CPO的功耗和带宽优势在单通道速率超过100Gbps后开始显现,但在速率要求较低或对灵活性要求高的场景,可插拔方案仍有其适用空间。两种方案预计将在一段时间内并行存在,分别适配不同速率和场景需求。

硅光技术对CPO有多重要?

硅光技术是CPO成本下降的关键路径之一。国内已有厂商在硅光方向持续布局,CPO产品正在研发或送样阶段。硅光的成熟度直接决定了光引擎的集成度和良率,进而影响CPO整体方案的性价比,是观察产业进展的重要指标。

国内厂商在CPO产业链中处于什么位置?

国内厂商主要扮演光引擎供应商角色,为思科等海外网络设备龙头供货。天孚通信进展最快,已具备批量生产能力;联特科技和博创科技分别处于产品设计完成和送样阶段。由于缺乏高速率交换机芯片,国内厂商短期内难以提供整套CPO交换机方案,但在光引擎这一核心部件上已形成卡位优势。

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