当前全球AI算力需求强劲，数据中心规模持续扩大，对带宽容量与高速数据传输速率的需求明显增加。

由此进一步推动光模块从800G向1.6T以及更高速率演进。

从1.6T开始，传统可插拔速率升级或达到极限，后续CPO方案有望成为产业重要技术路线，并实现向真正的“光互连”的转变。

在CPO技术中，ASIC芯片和硅光引擎被协同封装在同一高速主板上，从而实现高度集成。

CPO图线路：

资料来源：YOLE

当前海外正在关注大型科技公司对ASIC的需求，未来几年定制芯片ASIC有望在生成式AI应用中加速夺取市场份额。CPO和ASIC的结合被视为提升光互联技术性能的关键手段之一，两大细分赛道都值得长期跟踪研究。

CPO行业概览

CPO（Co-packagedOptics）是一种在数据中心光互连领域应用的光电共封装方案。

它是一种新型的光电集成技术，主要是将网络交换芯片和光模块共同装配在同一个插槽（Socket）上，形成芯片和模组的共封装。

CPO技术可以缩短交换芯片和光引擎之间的距离，以帮助电信号在芯片和引擎之间更快地传输。

该技术主要应用于数据中心和AI领域，用以解决传统架构下由于光纤长度过长而导致的数据中心能耗增加、空间利用率受限以及信号衰减等问题。

根据Cisco数据，以CPO为代表的新兴技术相比可插拔式光模块可实现25%-30%的功耗节省。

CPO技术目前面临的挑战在于封装和低损耗光线互联，在技术成熟后可以大幅改善光模块耗电情况，支撑数据中心数据传输带宽提升。

可插拔光模块和共封装光学对比：

02 CPO产业链和竞争格局

根据Yole，在CPO技术路线下，产业链分为设计、光引擎、激光光源、光芯片、光模块、硅光代工、设备商（CPO组装）等。

此外，CPO主要涉及三类核心技术挑战：高密度的光电（驱动）芯片设计技术、高密度及高带宽的连接器技术、封装和散热技术。

CPO产业链图示：

资料来源：yole

CPO技术存在壁垒，进入门槛较高。

目前整个产业链环节以海外厂商为主导，全球主要有博通、英特尔、Ranovus、英伟达、AyarLabs等少数公司具备向市场提供专有解决方案的内部能力。

博通2021年宣布进军CPO领域，2022年8月宣布国内厂商腾讯和锐捷网络成为该领域的合作伙伴。

在HotChips2024大会上，博通展示了带有光学附件的AI计算ASIC，通过结合CPO技术，将计算ASIC与光学模块和高带宽内存封装在一起，提供了更高的计算密度和更低的功耗。

思科预计CPO的试用部署与51.2Tb交换周期一致，然后在101.2Tb交换周期内进行更大规模的采用。

英伟达同时布局交换机侧及GPU侧CPO。英伟达通过战略投资AyarLabs、TSMC构建硅光平台、芯片共封装能力，计划2025年左右通过CPO技术实现GPU芯片与NVSwich芯片之间的光连接。

国内方面，在光引擎、激光光源及最后的组装环节有望加速突破。

光引擎方面，由于光引擎中除了硅光芯片还需要FAU等无源器件，国内厂商例如天孚通信提供光通信系统中所需的各种光源组件，如激光器、光放大器等，有望凭借其丰富的无源器件产线进入供应链。

激光光源方面，国内厂商如源杰科技有望通过成本优势进入供应链。

CPO组装环节，国内厂商如新华三、锐捷网络作为国内市占率领先的交换设备厂商有望为国内客户提供基于博通等方案的CPO设备。

国内厂商新华三已经发布了800GCPO硅光数据中心交换机；锐捷网络发布了51.2Tbit/s的CPO交换机。

国外博通、思科、Marvell等行业内龙头企业均已推出CPO交换机。

思科在OFC2023上展示基于Silicon One G100 ASIC(25.6T)CPO 交换样机。

博通作为重要的交换芯片和光电子芯片的厂商，在CPO芯片和交换机产品方面持续取得进展。

2024年3月，博通开始向客户交付51.2T以太网交换机Bailly，该产品将八个基于硅光子的6.4T光引擎与博通的StrataXGSTomahawk5交换芯片集成在一起，与可插拔光模块方案相比，Bailly使光互连的功耗降低了70%，硅面积效率提高了8倍。

当前博通也在积极推动CPO技术从交换机侧向服务器侧渗透。

博通CPO光模块产品演进：

光模块方面，从产品速率技术维度来看，中期1.6T、长期3.2T光模块将成为数通领域CPO市场主要增量。

国内光模块厂商也在相继布局CPO研发。据不完全统计，中际旭创、新易盛、联特科技、罗博特科、通宇通讯、中京电子、天孚通信、光迅科技、德科立、仕佳光子、亨通光电、剑桥科技等多家国内公司已经开始布局CPO相关技术研发或业务。

根据LightCounting预测，CPO预计将从800G、1.6T端口开始出货，于2024年开始商用，最早2026年规模上量，应用于超大型云服务商的数通短距场景。

整体来看，目前CPO行业还处于起步阶段，随着数据中心对通信带宽的进一步提升，以及全球头部科技公司持续推进布局，CPO技术有望开始加速导入。

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