随着光模块速率从 400G 向 800G、1.6T 和 3.2T 不断演进，技术升级面临着诸多挑战，不仅要实现速 率的提升，更需要有效解决由此带来的功耗高、成本大等问题。在这样的背景下，LPO、CPO、硅光等 技术方案脱颖而出，有望引领光模块技术的未来发展方向。
LPO 采用线性驱动技术取代传统的 DSP（数字信号处理）/CDR（时钟数据回复）芯片，能够有效降低 功耗和成本。不过，LPO 技术目前更适用于短距离应用场景，如数据中心机柜到交换机的连接等。当前， 从上游芯片厂商、交换机制造商到下游终端用户，均对 LPO 技术的发展与应用给予了高度关注。Arista、 博通、思科、Credo、马科姆、英伟达等国际厂商，以及新易盛、中际旭创、剑桥科技、海信宽带等国 内企业，都在积极布局 LPO 领域。从技术发展路径来看，LPO 也可被视为 CPO 技术的过渡方案。
硅光子技术是以硅或者硅基材料（Si，SiO2，SiGe）作为衬底材料，利用与集成电路兼容的 CMOS 工 艺制造对应的光子器件和光电器件，以实现对光的激发，调制，响应等功能，广泛应用于设备互连、光 计算等下游多个领域。硅基材料具备兼容 CMOS 工艺、低成本和低功耗等优势。随着 AI 的快速发展， 硅光子技术从通信逐步拓展到算力基础设施及下游应用领域，包括板间芯片光互连、芯片内 Chiplet 光 互连、光计算和激光雷达等领域。海外巨头厂商纷纷布局硅光子技术，有望实现快速发展。
硅光子技术下游需求旺盛，上游设计方案百花齐放，代工厂积极布局。硅光子技术产业链的上游包括光 芯片设计、SOI 衬底、外延片和代工厂，中游为光模块厂商，下游分为数通领域和电信领域。一体化布 局的厂商优势比较明显。英特尔、旭创、Coherent、思科和 Marvell 等厂商同时具备 PIC 设计和模块集 成能力，且与下游云厂商和 AI 等巨头客户保持紧密合作，优势显著，在供应链中的引领作用较为明显。
CPO 是将光芯片/器件与电芯片/器件合封技术。CPO 的封装一般指两方面：一是光引擎（OE）中 PIC 和 EIC 的封装，二是光引擎和 ASIC/XPU/GPU 的系统级封装。共封装光学技术的优点包括降低功耗、 降低成本和减小尺寸。降低功耗：信号传输的电路距离显著缩短，电信号损耗降低，简化后的 SerDes 去掉 CDR、DFE、FFE 和 CTLE 之后功耗降低，可节省 30%+的功耗；降低成本：封装工艺成本更低， 高集成度的光引擎成本更低，同时省去部分电学芯片成本，可降低 25%+的成本；减小尺寸：借助硅光 技术和 CMOS 工艺，共封装显著减小光电引擎各自独立封装方式的尺寸，同时实现更高密度的 I/O 集 成。
CPO 技术能够有效降低 Serdes 的功耗。随着交换机带宽从最初的 640G 升级到 51.2T，Serdes 速率不 断升级叠加数量的持续增加，交换机总功耗大幅提升约 22 倍，而 CPO 技术能够有效降低 Serdes 的功 耗，因此在 51.2T 及以上带宽交换机时代，CPO 有望实现突破。硅光芯片是 CPO 交换机中光引擎的最 佳产品形态，有望在未来得到广泛应用。目前英伟达、博通和 TSMC 等海外巨头厂商在 CPO 具有布局。
随着 AI 的快速发展，多模态大模型的参数量大幅提升使带宽容量也快速扩张，其中也包括服务器或机 柜内部的带宽容量。随着带宽的加速增长，电信号传输距离越来越短，芯片互连领域“光进铜退”目前看 来也是势在必行的行业趋势。英伟达与 AyarLabs、台积电等多家公司合作硅光子集成项目。在传统的 DGX 服务器中，服务器内部 GPU 与 NVSwitch 之间用电信号连接，硅光子方案中将 GPU 和 NVSwitch 都接入硅光 I/O，每个 GPU 对应 2 个光引擎，每个 NVSwitch 对应 6 个光引擎，双向带宽达到 25.6Tbps。数据收发过程单位 bit 消耗 3.5pJ 能量，英伟达仍在努力降低功耗，从而提升该方案的性价 比。此外，博通和英特尔都推出了 OIO 产品，有望取得突破。
CPO 渗透率提升将带来数通光通信领域市场规模的大幅增长。CPO 技术应用的重点并不仅仅在交换机 侧实现功耗和成本的降低，更多的是在 IO 领域突破电信号传输的速率瓶颈。市场对 GPU：光模块 =1:2.5 的换算比例认识较为清晰，但如果在 ScaleUp 应用 CPO，那么 GPU：光引擎=1：11.5 将成为现 实。除了 GPU 之外，CPU、FPGA、ASIC，甚至三星开始研发的 HBM 中也会用到。在未来的 CPO 时 代，光模块行业预计将演进为光引擎行业，市场规模有望实现大幅增长，同时在此过程中对于光芯片、 封装和设备领域将带来明显的需求拉动和产业格局重塑。
CPO 技术是系统性工程，涉及到材料、器件、EDA、模块、设备等，对设计、封装和测试的要求非常 高，因此目前产业中的现状主要是科技巨头在主导，产业链中的供应商配合。CPO/OIO 中主要组成部 分是 CPO 光引擎，采用的主要是硅光技术，因此两者的供应链也高度重合。参与到 CPO/OIO 研发的厂 商主要是 FAU、MPO、CW laser、光引擎、封装、流片厂、PCB 厂商等，能够认为在各个细分领域具 备较强优势的厂商，同样在 CPO/OIO 领域有望延续该领先优势。光引擎是核心产品，虽然目前主要是 英伟达和博通等公司在主导，但是考虑到光引擎与光模块的设计、制造和测试环节高度相似，能够认为 光模块公司仍然具备较大的优势。FAU、MPO 和 Fiber Shuffle 等光纤连接器产品，在 CPO/OIO 产品 上的价值量有望显著提升。CW DFB laser 是重要的光源产品，在 FR 等波分复用的方案中，边缘波长的 激光器难度较大，价值量也较高。
