可插拔光模块如同标准USB接口,而CPO技术则是将USB芯片直接焊死在主板上。前者灵活通用,后者追求极致的性能与集成。2025年,单颗800G光模块功耗普遍在15-18瓦,部分高性能方案逼近20瓦,驱动着技术路线向更高能效的CPO演进。
一、CPO和可插拔光模块的核心区别是什么?
CPO指共封装光学,它将光引擎从交换机前面板移出,与交换芯片一起封装在同一基板上,通过超短距的芯片级互连替代传统的PCB走线。这如同将水电管道在建造时就直接浇筑在房子的墙体内部。
可插拔光模块则是标准化、可热插拔的独立组件,通过电气接口插在交换机或服务器面板上。这就像墙面上的标准插座,设备可以随时连接或更换,灵活但存在连接损耗。
两者的根本差异在于“集成”与“分离” 。CPO追求极致的性能与效率,牺牲了模块的独立性与可更换性;可插拔模块则以标准化和灵活性为首要目标,是目前数据中心绝对的主流形态。国泰海通证券在2026年的研报中指出,CPO技术“将光引擎与计算引擎紧密耦合”,是突破传统可插拔光模块功耗和带宽瓶颈的关键路径,其商业化进程正在加速。
二、为什么AI算力爆发让CPO成为热点?
AI大模型训练催生了万卡级集群,芯片间需要海量数据高速互通。根据LightCounting 2025年7月发布的报告,AI集群对光互连的需求正经历爆发式增长,预计2023-2025年AI相关光学器件销售呈现强劲增长,且这一趋势将支撑市场持续扩张至2030年。然而,传统可插拔方案在速率突破800G后,面临三大瓶颈:
功耗墙:数据在交换机芯片和前面板的光模块间传输,需经过数英寸的PCB走线,信号衰减巨大。研究指出,传统可插拔光模块的功耗较CPO方案显著更高。CPO通过消除长距离的PCB铜缆走线,能显著降低这一能耗。
密度墙:前面板物理空间有限,可插拔数量逼近极限。1.6T光模块体积更大,传统形态已无法满足未来带宽密度需求。
成本墙:高速率下,为补偿信道损耗,所需的昂贵的射频器件和功耗成本非线性上升。
CPO通过光电共封,将电传输距离从“英寸级”缩短至“毫米级”,是支撑下一代AI基础设施的关键路径。
三、CPO技术将如何改变产业链?
CPO不仅是产品升级,更是对光通信产业链价值与分工的重塑。
价值转移:CPO将价值重心上移至硅光芯片、先进封装和CPO专用交换芯片等核心环节。在传统光模块中,封装组装占据较大成本,而在CPO时代,掌握硅光技术(SiPh)和2.5D/3D封装能力的公司将占据更有利位置。
生态重构:传统光模块是标准化的“即插即用”,CPO则要求光、电、芯片、封装深度协同设计。这打破了交换机厂、芯片厂、光模块厂的传统界线,促使产业从链式走向融合。例如,英伟达已推出Quantum-X硅光交换机等集成方案。同时,行业也在探索近封装光学(NPO)等过渡方案,作为下一代落地应用的重要方向。
国产机遇与挑战:在硅光芯片、高速激光器等核心领域,国产化率仍低。但CPO技术变革窗口期,为中国企业在部分细分环节提供了追赶可能。
四、市场需求与技术前景如何?
关于CPO的落地节奏,市场存在不同视角。一方面,产业界对2026年作为规模化起点的预期正在升温。另一方面,研究机构给出了更为具体的长期预测:
长期爆发式增长:市场研究数据显示,全球CPO技术市场规模预计将从2024年的约4600万美元,以41.9%的年复合增长率快速增长,预计到2031年将达到约9.47亿美元。这印证了CPO作为长期产业大趋势的判断。国泰海通证券在2026年2月的研报中,援引LightCounting的预测指出,到2029年,800G、1.6T和3.2T光模块中CPO的渗透率将分别达到2.9%、9.5%和50.6%。
技术路径并行:CPO并非孤立的演进。同时,LPO作为可插拔阵营的重要演进,通过移除DSP芯片降低功耗和延时,将在中短距离场景与CPO长期共存、互补竞争。
短期与长期格局:综合来看,短期(未来1-3年)内,可插拔模块(含LPO及向1.6T升级)凭借成熟生态,仍将是市场主流。长期(2026年后),随着AI集群规模持续扩大,CPO凭借其超高能效和密度优势,预计将成为AI纵向扩展网络的最佳解决方案,实现从高端市场向规模应用的渗透。