CPO光模塊能取代傳統(tǒng)光模塊嗎？

CPO（Co-Packaged Optics）的核心創(chuàng)新在于光電轉(zhuǎn)換單元與ASIC/GPU等主芯片的一體化封裝集成，其誕生直指?jìng)鹘y(tǒng)可插拔光模塊的物理瓶頸：

電互連損耗瓶頸：隨著單通道速率突破200Gbps，主芯片與遠(yuǎn)端光模塊間的電信號(hào)傳輸損耗（C2M損耗）呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，迫使系統(tǒng)引入高功耗DSP芯片補(bǔ)償信號(hào)失真。

空間與集成度限制：ASIC芯片周邊面積無(wú)法容納傳統(tǒng)光模塊，CPO通過(guò)特制小型化光引擎（CPO Transceiver Module）與主芯片緊鄰封裝，將電互連距離縮短至毫米級(jí)，顯著降低功耗與延遲。

需明確概念區(qū)分：

CPO系統(tǒng)：指光電共封裝后的完整計(jì)算單元。

CPO光模塊：專(zhuān)為CPO系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高集成度光收發(fā)組件，需適配硅光集成、3D封裝等工藝。

CPO光模塊的實(shí)現(xiàn)高度依賴(lài)硅光子（SiPh）集成技術(shù)：

集成優(yōu)勢(shì)：硅光技術(shù)可在單芯片上實(shí)現(xiàn)調(diào)制器、波導(dǎo)、探測(cè)器等元件的單片集成，體積較傳統(tǒng)分立器件縮小70%，滿足CPO的尺寸嚴(yán)苛性。

光源方案：外置ELSFP（External Light Source with Fiber Panel）成為主流，通過(guò)獨(dú)立激光器陣列供應(yīng)多通道光信號(hào)，規(guī)避芯片發(fā)熱對(duì)光源穩(wěn)定性的影響。

基板材料突破：玻璃波導(dǎo)基板因熱膨脹系數(shù)與硅芯片匹配，支持更高互連密度，未來(lái)有望替代有機(jī)基板，實(shí)現(xiàn)光電器件在封裝層的直接耦合。

盡管CPO在性能上具備理論優(yōu)勢(shì)，其規(guī)?；涞厝孕柰黄苾纱蠛诵募s束：

成本競(jìng)爭(zhēng)力：

硅光芯片、3D封裝、激光器陣列等新增環(huán)節(jié)推高初期成本。以1.6T CPO模塊為例，單價(jià)較可插拔800G模塊高300%，需通過(guò)良率提升與規(guī)?；当尽?/span>

傳統(tǒng)可插拔模塊在成熟供應(yīng)鏈支撐下仍具顯著成本優(yōu)勢(shì)，尤其在100G以下市場(chǎng)。

可靠性驗(yàn)證：

CPO系統(tǒng)需通過(guò)高溫老化、振動(dòng)沖擊等嚴(yán)苛測(cè)試，確保10萬(wàn)小時(shí)無(wú)故障運(yùn)行。Meta數(shù)據(jù)顯示光模塊故障可導(dǎo)致AI集群效率驟降40%，而CPO的不可插拔特性增加維護(hù)難度。

CPO并非全面替代傳統(tǒng)光模塊，而是針對(duì)特定場(chǎng)景的優(yōu)化方案：

核心滲透領(lǐng)域：數(shù)據(jù)中心短距高速互連

AI算力集群要求TB級(jí)跨節(jié)點(diǎn)帶寬與μs級(jí)延遲，CPO功耗較可插拔方案降低50%，成為超節(jié)點(diǎn)剛需。

光模塊配比率提升：B100 GPU與光模塊配比從1:3（H100）升至1:8，拉動(dòng)1.6T CPO需求，2030年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)81億美元（CAGR 137%）。

傳統(tǒng)模塊優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域：

接入網(wǎng)（PON/5G前傳）：占光模塊市場(chǎng)10%，極致低成本是首要訴求，CPO的高集成度價(jià)值難以體現(xiàn)。

相干傳輸：占市場(chǎng)40%，追求長(zhǎng)距大容量與高信噪比，需復(fù)雜DSP算法支持，與CPO的短距優(yōu)化架構(gòu)不兼容。

邊緣網(wǎng)絡(luò)：環(huán)境適應(yīng)性要求高，可插拔模塊的靈活更換特性不可替代。

2025年全球CPO市場(chǎng)呈現(xiàn)“雙軌競(jìng)爭(zhēng)”態(tài)勢(shì)：

路徑一：全棧自研技術(shù)驅(qū)動(dòng)

通過(guò)自主研發(fā)硅光芯片（支持50G通道后向兼容），實(shí)現(xiàn)核心交換設(shè)備CPO端口密度顯著提升。積極參與大型數(shù)據(jù)中心工程，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心能效優(yōu)化至PUE 1.1以下水平。

路徑二：深度綁定國(guó)際客戶與全球供應(yīng)鏈

與國(guó)際領(lǐng)先客戶聯(lián)合開(kāi)發(fā)下一代1.6T CPO原型機(jī)。依托海外制造基地，并利用關(guān)稅策略，在北美市場(chǎng)占據(jù)顯著份額。

路徑三：高性價(jià)比方案突破

短期內(nèi)，共封裝光學(xué)（CPO）技術(shù)在超算中心等對(duì)密度和功耗敏感的場(chǎng)景預(yù)計(jì)將獲得顯著應(yīng)用，而傳統(tǒng)的可插拔光模塊仍將在電信接入、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等需要靈活性的領(lǐng)域保持主流地位。從長(zhǎng)遠(yuǎn)生態(tài)發(fā)展看，光互連技術(shù)將呈現(xiàn)分層演進(jìn)趨勢(shì)：CPO更適用于芯片級(jí)的超短距高速互連，線性可插拔光學(xué)（LPO）有望在機(jī)架內(nèi)部連接實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，而可插拔模塊則繼續(xù)服務(wù)于對(duì)靈活組網(wǎng)有較高需求的場(chǎng)景。這一技術(shù)演進(jìn)正推動(dòng)光通信產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)核心從單純的端口速率提升，轉(zhuǎn)向更強(qiáng)調(diào)光電協(xié)同設(shè)計(jì)的綜合能力。未來(lái)，那些在硅光芯片技術(shù)、先進(jìn)封裝工藝以及系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)新方面具備協(xié)同優(yōu)勢(shì)的廠商，更有可能在塑造下一代光互連標(biāo)準(zhǔn)中占據(jù)有利地位。