CPO光模塊能取代傳統光模塊嗎？

CPO（Co-Packaged Optics）的核心創新在于光電轉換單元與ASIC/GPU等主芯片的一體化封裝集成，其誕生直指傳統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，主芯片與遠端光模塊間的電信號傳輸損耗（C2M損耗）呈指數級增長，迫使系統引入高功耗DSP芯片補償信號失真。

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

需明確概念區分：

CPO系統：指光電共封裝后的完整計算單元。

CPO光模塊：專為CPO系統設計的高集成度光收發組件，需適配硅光集成、3D封裝等工藝。

CPO光模塊的實現高度依賴硅光子（SiPh）集成技術：

集成優勢：硅光技術可在單芯片上實現調制器、波導、探測器等元件的單片集成，體積較傳統分立器件縮小70%，滿足CPO的尺寸嚴苛性。

光源方案：外置ELSFP（External Light Source with Fiber Panel）成為主流，通過獨立激光器陣列供應多通道光信號，規避芯片發熱對光源穩定性的影響。

基板材料突破：玻璃波導基板因熱膨脹系數與硅芯片匹配，支持更高互連密度，未來有望替代有機基板，實現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勢，其規模化落地仍需突破兩大核心約束：

成本競爭力：

硅光芯片、3D封裝、激光器陣列等新增環節推高初期成本。以1.6T CPO模塊為例，單價較可插拔800G模塊高300%，需通過良率提升與規模化降本。

傳統可插拔模塊在成熟供應鏈支撐下仍具顯著成本優勢，尤其在100G以下市場。

可靠性驗證：

CPO系統需通過高溫老化、振動沖擊等嚴苛測試，確保10萬小時無故障運行。Meta數據顯示光模塊故障可導致AI集群效率驟降40%，而CPO的不可插拔特性增加維護難度。

CPO并非全面替代傳統光模塊，而是針對特定場景的優化方案：

核心滲透領域：數據中心短距高速互連

AI算力集群要求TB級跨節點帶寬與μs級延遲，CPO功耗較可插拔方案降低50%，成為超節點剛需。

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1.6T CPO需求，2030年市場規模預計達81億美元（CAGR 137%）。

傳統模塊優勢領域：

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

相干傳輸：占市場40%，追求長距大容量與高信噪比，需復雜DSP算法支持，與CPO的短距優化架構不兼容。

邊緣網絡：環境適應性要求高，可插拔模塊的靈活更換特性不可替代。

2025年全球CPO市場呈現“雙軌競爭”態勢：

路徑一：全棧自研技術驅動

通過自主研發硅光芯片（支持50G通道后向兼容），實現核心交換設備CPO端口密度顯著提升。積極參與大型數據中心工程，推動數據中心能效優化至PUE 1.1以下水平。

路徑二：深度綁定國際客戶與全球供應鏈

與國際領先客戶聯合開發下一代1.6T CPO原型機。依托海外制造基地，并利用關稅策略，在北美市場占據顯著份額。

路徑三：高性價比方案突破

短期內，共封裝光學（CPO）技術在超算中心等對密度和功耗敏感的場景預計將獲得顯著應用，而傳統的可插拔光模塊仍將在電信接入、企業網絡等需要靈活性的領域保持主流地位。從長遠生態發展看，光互連技術將呈現分層演進趨勢：CPO更適用于芯片級的超短距高速互連，線性可插拔光學（LPO）有望在機架內部連接實現優化，而可插拔模塊則繼續服務于對靈活組網有較高需求的場景。這一技術演進正推動光通信產業的競爭核心從單純的端口速率提升，轉向更強調光電協同設計的綜合能力。未來，那些在硅光芯片技術、先進封裝工藝以及系統架構創新方面具備協同優勢的廠商，更有可能在塑造下一代光互連標準中占據有利地位。