2026年光模块行业深度（二）：CPO商业化节奏探讨及结构件拆解

CPO商业化节奏探讨

CPO（Co-packaged optics）：光电共封装

当前，AI算力飞速提升，但现有数据中心网络在支持AI应用时暴露出多方面瓶颈，包括网络吞吐能力不足、功耗成本高、网络可靠性和扩展性不 足等。基于此，CPO技术和产业正日趋成熟，有望成为未来数据中心扩展的关键技术。 CPO（Co-packaged optics，光电共封装）通过将光引擎与交换 ASIC 芯片集成封装在同一基板上，实现“光电融合”，从物理层根本上缓解了 传统架构的瓶颈。

CPO核心优势：提高集成度以降低功耗，长期看可降低TCO

CPO技术的核心优势在于通过芯片级集成，显著提升数据传输性能并降低功耗。CPO将光引擎与计算芯片（如GPU、ASIC）封装在一起，能提供 极高的带宽密度和极低的传输延迟，并降低功耗。与传统可插拔光模块相比，它能将数据传输能耗降低 ，带宽密度更高且支持跨机架扩展，长期 总拥有成本更具优势。与铜基方案相比，它解决了铜缆带宽扩展困难、传输距离受限的瓶颈，还能通过多维度路径（增加光纤、波分复用、高阶调 制）进一步提升带宽，成为满足AI工作负载巨大网络需求的关键技术，尤其在纵向扩展网络中成为带宽增长的核心驱动力。 同时，CPO也存在一定短板，如前期研发和生产成本高昂，高密度集成带来了严峻的散热挑战，并且由于光引擎与主芯片固化集成，一旦出现故障 通常需要更换整个板卡，导致可维护性和灵活性较差。因此，CPO被视为解决未来超大规模数据中心内部互联瓶颈的关键方向，但预计将首先在对 带宽和功耗有极端需求的AI算力集群等特定场景中应用，短期内难以完全替代成熟、灵活的可插拔光模块。

NPO凭借可插拔和较好的适配性，或成为CPO过渡方案

LPO（Linear Pluggable Optics，线性可插拔光模块）：核心特征是移除传统收发器中的DSP芯片，将信号处理重任转移给主机端的交换机 ASIC，这一方面要求设备侧的ASIC具备更强大的SerDes接口和信号均衡能力，一方面LPO保留了经过特殊优化的高线性度驱动器和跨阻放 大器，这些模拟芯片具备更好的线性特性，并能集成CTLE 等均衡功能，对信号进行初步的“整形”和补偿，以减轻ASIC的负担。LPO优劣 势明显，优势在于通过架构简化实现了功耗、成本和延迟的降低，劣势在于传输距离受限、和系统兼容性与互操作性挑战。

NPO（Near packaged optics，近封装）：“内置式可插拔” 。NPO 相较 CPO 具有光引擎可插拔、适配 PCB 板工作、不占用先进封装资 源、可大规模量产等优势，在功耗和时延方面存在劣势。

XPO具有大带宽、原生液冷、4倍面板密度等优势，有望成为可插拔光模块未 来发展路径之一

XPO（eXtra-dense Pluggable Optics，超高密度可插拔光学）：大带宽（12.8T）、原生液冷、4倍面板密度和可插拔运维。2026年3月12日， Arista正式宣布成立XPO MSA，试图为下一代AI数据中心定义一种全新的高密度液冷可插拔光学形态。XPO 是一套面向 AI 数据中心的新一代 液冷可插拔标准，目标形态为 64 通道、12.8Tbps 单模块带宽、204.8Tbps/OCP rack unit 的前面板密度，并支持每模块最高 400W 的冷板散 热能力，相对 1600G-OSFP 光模块实现约 4 倍密度提升。

CPC和MicroLED CPO方案

CPC（共封装铜缆）：CPO 的另一替代方案是共封装铜缆CPC。该技术采用从基板连接器直接引出的铜缆布线，所用线缆类型与“飞越”电 缆相同，目标都是绕开 PCB 走线。CPC 将“飞越”方案进一步推进，通过让连接器接口直接始于封装基板。采用的双同轴电缆具备良好绝 缘特性以减少串扰，相比传统电气走线能显著降低插入损耗。虽然该方案仍使用铜介质，但在信号完整性方面具有关键优势。CPC 有望为部 署 448G SerDes 提供可行路径，从而实现芯片外互连的又一次性能升级。

MicroLED CPO（微型发光二极管光电共封装）：Micro LED + CPO，即微米级发光二极管（Micro LED）与共封装光学技术（CPO）的深度 融合。传统激光器是一个“大型探照灯”，Micro LED是几百甚至上千个“微型手电筒”阵列，这些Micro LED尺寸小于50微米，与CMOS驱 动电路集成封装在一起，可以实现更高密度的并行光发射。每颗Micro LED对应一个独立数据通道，降低了单通道的速率要求，只需μA（微安） 级极低驱动电流，采用NRZ简单直接调制（无需额外调制器）。Micro LED阵列发出的多路光信号，经专用透镜准直聚焦后，耦合进入多芯成 像光纤，实现并行传输。

CPO结构件拆解及核心制造环节分析

英伟达 Quantum X800-Q3450 IB CPO交换机结构件拆解

交换机芯片：首次采用多平面设计，4颗Quantum-X800 ASIC芯片（单芯片28.8T）， 总带宽115.2T，专为横向扩展网络设计，采用台积电4nm工艺，拥有1070亿个晶体管， 网络内自带3.6 TFLOPS FP8 SHARP算力。

硅光引擎：初始版本将搭载 72 个光引擎，每三枚为一组可拆卸的光学子组件。每枚 光引擎运行速度为1.6Tbit/s，对应8个单通道200Gbit/s 的MRM（微环调制器）。

ELS模组：英伟达 X800-Q3450 CPO 交换机采用 18 个 ELS 模块作为激光源，每个 模块包含 8 个连续波（CW）DFB 激光芯片，合计144个连续波（CW）DFB 激光芯 片。CPO 系统需要使用相对较高功率的激光源，每个 CWDFB 芯片的功率输出约为 300-350mW。连续波激光源总体被视为相对标准化和商品化的部件，但构建 CPO 应 用所需的高功率激光源仍存在一定的技术壁垒。

FAU（ Fiber Attach Unit，光纤连接单元，区别于Fiber Array Unit光纤阵列 ）：光 纤连接单元是至关重要的被动元件，负责实现光纤与光引擎的耦合。

光纤：X800-Q3450 上的每个 1.6T 光引擎都有一个包含 20 根光纤的连接单元：8 根 用于发射，8 根用于接收，4 根用于外部激光器。每套系统的光纤总数为 1440 根，其 中包括 1152（72*16=1152） 根用于发射/接收的光纤，288（72*4=288）根保偏光纤。

MPO：每8根光纤对应一个MPO，收发两端共需要1152/8=144个单模MPO（12芯， 只用其中8个），对应交换机面板144个端口；保偏光纤对应需要288/8=36个保偏 MPO（ 12芯，只用其中8个）。

Fiber Shuffle Box（光纤交换箱）：以英伟达的 X800-Q3450 CPO 交换机为例，其 光学引擎引出上千根光纤，需要通过交换箱进行布线整理并导向目标端口，交换箱的 定价通常与其管理的光纤数量直接挂钩。