光模块的核心作用是光电转换,即把电信号转为光信号发射、接收光信号并转回电信号,以发挥光纤损耗低、传播远的优势。当前的技术竞争壁垒,正围绕速率提升、功耗控制和成本效益展开,而 EML(电吸收调制激光器)、硅光 以及 CPO(光电共封装) 是其中最具代表性的技术路线。CPO 被行业视为光模块连接方式的一种划时代变革,其核心壁垒在于通过封装创新实现低功耗与大带宽,是高速率网络演进的关键路径。

光模块的技术演进与核心瓶颈

光模块是光通信系统的核心器件之一。随着传输速率持续增长,封装方式也在不断迭代,从早期的 GBIC、SFP 到后来的 QSFP 等,速率从 1G 逐步提升至 400G 级别。然而,无论封装如何变化,传统方案始终没有脱离可插拔(Pluggable) 的范畴——光纤需要先插在光模块上,再通过 SerDes 通道连接网络交换芯片。

真正的瓶颈在于:当单通道速率持续提升后,传统可插拔光模块在成本效益上会面临挑战。行业给出的答案之一是 CPO(光电共封装技术),即将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上,让光引擎尽量靠近网络交换芯片,从而缩短信号传输路径、降低功耗并提升带宽密度。

三大技术路线的竞争壁垒

技术路线核心壁垒关键特征
EML高速率下的信号质量与调制效率面向中长距离、高速率传输场景
硅光集成度与规模化成本优势利用半导体工艺实现光电集成
CPO封装架构革新带来的功耗与带宽优势光引擎与交换芯片共封装,缩短互连距离

CPO 的优势在于功耗低、带宽大,并可提升输入/输出接口的能源效率,从而延长传输距离。在 AI 算力需求爆发的背景下,数据中心对带宽容量和传输速率的要求大幅提升,CPO 被视作实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。在产业推进上,博通已推出 51.2T 的 CPO 交换机,国内厂商则主要聚焦于为海外网络设备龙头供应光引擎。

常见问题

CPO 与传统可插拔光模块的根本区别是什么?

传统方案中光纤需插在光模块上,再通过 SerDes 通道连接交换芯片;而 CPO 将光引擎与交换芯片共同封装在同一个插槽上,使光引擎尽量靠近芯片,从而缩短互连距离、降低功耗并提升带宽密度。

国内厂商在 CPO 产业链中扮演什么角色?

国内因缺乏高速率交换机芯片,暂时没有整套 CPO 交换机产品,主要厂商为海外网络设备龙头供应光引擎。其中天孚通信在 CPO 光引擎方面进展较快,产品已从小批量转入批量生产,并与思科等客户有合作。

单通道速率达到多少后 CPO 优势开始显现?

带宽密度要求大幅提升,且单通道速率超过 100Gbps 之后,传统可插拔光模块在成本效益方面将很难与 CPO 技术相媲美,这也是 CPO 被视为高速率时代必经之路的重要原因。