1976年，Cray-1超级计算机诞生。其设计将长方形机柜弯曲成巨大的C形，外侧包裹软垫，外观宛如科幻影片中的环形沙发。
这一造型服务于一个明确的目的：提升速度。 Cray-1内部导线总长度超过60英里，但C形结构使元件紧密排列，确保每段导线长度不超过3英尺。
这种紧凑布局有助于缩短信号延迟，这也是Cray-1在当时实现性能领先的关键因素之一。
近半个世纪后，AI数据中心面临相似的挑战：让信号传输路径更短。
如今，在大量跨机柜的高速连接中，服务器间的数据需通过光纤传输。但在进入光纤前，数据仍以电信号形式离开交换芯片，沿电路板传输至设备面板上的光模块，再转换为光信号。
过去，这段以厘米计的距离微不足道；但现在，它逐渐成为影响系统效率的瓶颈。
因此，行业开始重新思考光电转换的位置：能否缩短电信号在电路板上的传输距离，使数据离开交换芯片后更早转化为光？
光靠近芯片的极致工程
CPO（Co-packed Optics，共封装光学）正是针对这一距离。它将负责光电转换的光引擎置于交换芯片旁，并纳入同一封装体系。数据刚离开交换芯片，经过极短的电连接后即变为光信号，再由光纤送出设备。
CPO常被视为光互连的“终极”形态之一。
首先，CPO能缩短高损耗的电通道，降低高速信号处理带来的功耗，并有机会减少传输延迟。其次，光引擎不再集中于设备前面板的可插拔模块中，交换机可容纳密度更高的高速端口。
更重要的是，当AI集群扩展至数十万张甚至更多GPU时，网络耗电、端口故障和链路中断都可能造成昂贵算力的闲置。CPO旨在降低整个网络在数据传输、散热和信号处理上的系统成本。
英伟达是积极推动CPO落地的企业之一。在2025年的GTC大会上，英伟达首次发布其CPO产品Spectrum-X Ethernet Photonics。
据2026年公布的比较数据，英伟达宣称，相比传统可插拔方案，该方案可实现5倍的电源效率，并将AI应用的持续运行时间延长至5倍。
目前，该产品已进入全面量产阶段。甲骨文、微软、Meta、CoreWeave等云服务商及AI基础设施均成为首批客户。
英伟达CPO
然而，所谓“终极”也暗示CPO实现不易。它仍需跨越一道门槛：量产。
首先是精密耦合。光需从芯片进入纤芯直径仅数微米的光纤，任何微小位置偏差都可能导致接收光功率显著下降。光纤和端口数量越多，对准速度、精度和一致性的要求就越高。
进入共封装体系后，光引擎与昂贵的交换芯片紧密结合，因此测试需前移至晶圆、芯片和封装等不同阶段。测试问题发现越晚，可能需要报废的器件就越多。
热管理同样不可回避。交换芯片是设备中的发热大户，而激光器和部分光学器件对温度敏感。部分CPO方案因此将激光器保留在封装之外，通过光纤向内部光引擎供光，以降低高温对光源寿命和稳定性的影响。
英伟达能够率先推动CPO量产，与其同时掌握GPU、网卡、交换芯片、网络软件和整机架构有关，也离不开台积电、矽品、天孚通信、Coherent、Lumentum和康宁等产业链企业的提前协同。
总体来看，CPO当前门槛仍较高。TrendForce在2026年3月发布的报告预计，今年CPO在AI数据中心所使用的光模块中占比约为0.5%。
因此，行业也将目光投向一个更容易落地的折中选择——NPO。
更接地气的折中方案
NPO（Near-packaged Optics，近封装光学）同样将光引擎从交换机面板移至设备内部，放在交换芯片附近，从而缩短高速电信号在电路板上的传输路径。
不过，光引擎仍保留独立封装，可通过插座或其他连接结构进行安装和拆卸。
这让NPO同时保留了两方面的价值：与传统可插拔光模块相比，它缩短了电信号的传输距离，有机会降低功耗并提高端口密度；与CPO相比，光引擎可单独测试，也更容易返修或更换。
NPO市场正在进入生态加速建设阶段，规模化商用也在2026年开始受到更多关注。有市场消息称，谷歌下订的万个NPO产品已从2026年5月起陆续交付，2027年预计实现规模量产。TrendForce预计，CPO与NPO市场规模将在2030年突破390亿美元。
NPO距离全面放量仍需时间，但其现实价值已显现：既能帮助企业积累近封装光学的生产和运维经验，也能满足数据中心对光引擎独立测试、更换和维修的需求。
NPO和CPO背后，存在一项重要的技术支撑——硅光。
传统光模块大多采用分立器件组装模式，需将激光器、调制器、探测器和分光器等器件逐一组装并对准。
硅光借鉴集成电路的制造工艺，将波导、调制器和光探测器等器件集成在硅基光子芯片上。这种集成方式可缩小器件尺寸、缩短内部连接，也更适合通过晶圆级工艺扩大产量。
必须指出的是，硅光的应用不局限于NPO和CPO，同样可用于传统可插拔模块。如今，一些硅光芯片能在平方毫米范围内部署上百个器件；部分研究型芯片的集成规模已达数千甚至上万个。
由此，当前光通信行业出现两条同时推进的路径：硅光将原本分散的光学器件集成到芯片上，NPO和CPO则让光引擎进一步靠近交换芯片。
当芯片集成与封装架构同时变化，全球产业链原有的分工随之松动。
光通信产业链重排
全球光通信产业链长期呈跨国协作格局，不同地区在材料、芯片、器件、封装和规模制造等环节各有优势。
上游主要包括光芯片和电芯片。光芯片是完成光电转换的核心部件；电芯片主要负责驱动光芯片，以及放大和处理高速电信号。
欧美和日本的光芯片行业起步较早，相关企业凭借先发优势积累了核心技术和制造工艺。目前，国内企业也开始测试和验证国产光芯片，寻求国产化替代，推动光芯片产业提高自主化水平。
值得一提的是，制造部分光芯片需要一种关键的半导体衬底材料——磷化铟。磷化铟所需的金属铟供应高度集中，中国精铟产量占全球总产量的70%。
产业链中游主要包括光器件（也有观点将其划入上游环节）和光模块。
光器件是光模块的核心组成部分，直接影响光模块的性能和稳定性。尽管高端光器件市场长期由美日等厂商占据，但中国厂商也开始面向全球客户供货。例如，天孚通信已进入英伟达的CPO合作伙伴体系。
在光器件封装环节，由于需将上游芯片与其他光学器件集成，该环节与芯片设计和制造工艺紧密相关。包括Coherent、Lumentum等垂直整合厂商，以及专注光器件、精密封装或系统组装的专业企业，都属于重要参与者。
到了光模块，该环节涉及各类光学组件的精密耦合、封装、测试和规模化交付，是中国企业优势最集中的环节之一。
根据LightCounting发布的榜单，按2025年光模块销售额计算，中际旭创、新易盛和光迅科技分别位列全球光模块供应商第一、第二和第四名。
最后是下游应用端。现阶段，终端需求主要来自两类客户：第一类是传统通信运营商；第二类是受AI需求推动的云服务商和算力基础设施企业。这两大类客户通过庞大的采购需求，加快800G、1.6T和3.2T光互连技术方案的迭代。
随着光模块逐渐向NPO和CPO等新架构演进，这条产业链未来可能同时发生两种变化。
一方面，CPO将进一步模糊产业链、尤其是上中游之间的边界。 过去分工相对清晰的企业，需更早进入彼此的设计和制造环节。
另一方面，制造体系会更加区域化。 中国企业仍掌握研发和规模化交付能力，但部分产能正在向海外延伸；相关厂商已陆续在泰国、马来西亚等国家布局量产工厂。未来的全球分工既要考虑效率，也要兼顾区域产能和备份供应商。
从可插拔到NPO和CPO，光一路向芯片腹地推进，似乎没有回头之意。
然而，可插拔并未准备退场。2026年的OFC（光通信大会）上，一种被称为XPO（eXtra-dense Pluggable Optics，超高密度可插拔）的新方案受到关注。
在保留可插拔特性的基础上，XPO提高了单个模块的带宽和设备前面板的端口密度，并通过集成冷板改善高功率模块的散热能力。
不过，由于它仍采用可插拔架构，交换芯片与模块之间依然存在高速铜互连，需处理电信号的衰减问题。同时，XPO需与液冷基础设施配合，也会提高部署要求。
XPO
光通信的演进，远非一条一眼就能望到尽头的单行道。 每种方案都需在性能、功耗、成本与可靠性之间寻找平衡。谁能率先将这种平衡转化为可稳定量产的产品，谁就更有可能赢得下一阶段的话语权。
市场也不会止于两种、三种答案。新的岔路还会出现，更多玩家也将沿着各自选择的方向，写下新的注脚。开云体育全站提醒，在技术迭代中，平衡与量产是关键。
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