光互连/1.6T网络/2026 2026年标志着光网络从插拔模块向光电共封装(CPO)跨越的奇点。伴随102.4T交换芯片与1.6T光模块量产,传统DSP高达15 pJ/bit的功耗墙已被打破。m8观点认为,TSMC COUPE平台的规模落地与200G EML激光器的结构性短缺,将系统级重塑价值260亿美元的AI互连市场。本文深度解析CPO、LPO、XPO技术路线与底层硅光供应链的价值重估。
m8观点:一句话先说结论
2026年AI集群的互连瓶颈已从逻辑计算端全面转移至光电接口,CPO与线性直驱技术的规模化量产,将迫使整个硅光、DSP及先进封装产业链在算力与能源的极度拉扯下进行一次不可逆的价值重分配。
为什么这个变量在 2026 年重要
2026年之所以成为全球光互连技术演进的历史性分水岭,核心原因在于半导体物理极限的逼近与AI大模型规模法则(Scaling Laws)对基础设施算力密度的贪婪需求之间,产生了剧烈的碰撞。在过去十余年中,光通信行业习惯了依赖波特率的翻倍和数字信号处理器(DSP)制程的演进,来维持传统可插拔光模块的形态。然而,在2026年的时间节点,这一“线性升级”路径在功耗、信号完整性与系统架构三个维度上,同时触及了硬性的物理天花板。
第一重挑战来自于功耗墙与“光移动成本”的不可持续性。在构建下一代AI超级计算集群(例如包含数十万至百万级GPU的前沿设施)时,互连网络的能耗占比急剧上升。传统的800G或早期1.6T插拔式光模块需要内置高功耗的DSP芯片进行信号均衡和时钟数据恢复,这种架构下,每传输1 bit数据大约需要消耗15皮焦耳(pJ/bit)的能量,导致单端口功耗飙升至25W至30W的区间。在一个拥有百万个GPU的集群中,仅用于“移动光信号”的系统网络功耗就将达到惊人的180兆瓦(MW)。在2026年,AI数据中心的建设已经严格受限于电网容量,削减互连功耗不再是一个优化选项,而是系统能否继续扩展的绝对先决条件。这种计算上的不可持续性,迫使行业必须在2026年向无需DSP的线性可插拔光学(LPO)或高度集成的光电共封装(CPO)架构转移,后者能够将光互连功耗降低70%,压降至5 pJ/bit甚至更低的水平。
第二重挑战源自单通道224G SerDes(串行器/解串器)带来的信号完整性危机。2026年被业界公认为1.6T以太网网络全面商业化的元年。1.6T带宽的实现高度依赖于单通道200G/224G的底层电气接口技术。当单条电通道的数据速率从56G、112G翻倍至224G时,其奈奎斯特频率(Nyquist frequency)攀升至28 GHz以上。在如此超高频率下,传统的印刷电路板(PCB)铜线走线不再像导线,而是表现得像一个极其低效的天线,信号会因为“趋肤效应”(Skin Effect)在传输过程中产生巨大的物理衰减和热量。这使得交换机ASIC到前面板光模块之间的电气布线距离,必须从传统的十几厘米极限缩短至微米或毫米级别。这一残酷的物理约束,直接催生了近封装光学(NPO)和CPO从实验室走向商业化量产。
第三重推动力在于横向扩展(Scale-Out)与纵向扩展(Scale-Up)架构的较大程度分化。在2026年的OFC(光纤通信大会)上,产业界首次清晰地将AI互连划分为两大阵营,并为之制定了独立的发展标准与技术栈。Scale-Up网络要求明显的低延迟和高同步效率,旨在让成千上万的GPU像单颗芯片一样进行张量并行计算。由于铜线NVLink在跨机架互连时面临距离瓶颈,这催生了如OCI(Optical Compute Interconnect)MSA等开放标准的诞生,试图利用高密度硅光和无源DWDM技术取代传统的铜线互连。而Scale-Out网络则关注于跨机架、跨集群的高吞吐量和弹性扩展,这是Broadcom 102.4T Tomahawk 6以太网交换机以及Nvidia Spectrum-X光电共封装交换机的主战场。
第四个不可忽视的变量是核心科技巨头的研发管线在2026年迎来了集中兑现期。前五大超算云服务商在2026年的联合资本支出预计超过6600亿美元,为底层硬件的换代提供了充足的弹药。Nvidia的Vera Rubin架构平台在2026年全面量产,其Spectrum-X和Quantum-X网络平台大举采用CPO硅光技术以支撑百万级GPU工厂的运转。Broadcom量产了基于102.4 Tbps的Tomahawk 6-Davisson CPO交换平台,进一步确立了以太网在超大规模AI集群中的地位。此外,台积电(TSMC)主推的COUPE(紧凑型通用光子引擎)平台在2026年正式进入量产阶段,这一底层晶圆级封装引擎为CPO的良率和成本突破提供了现实基础。上述多个维度的变量在2026年形成强大的合力,较大程度重塑了数据中心物理边界的定义。如需整体把握硬件算力演进的历史脉络,读者可参考本站的AI产业链研究框架。
产业链和公司映射
在1.6T与CPO技术的驱动下,传统的“芯片-模块-设备”垂直分工边界正在被迅速打破。产业链的价值捕获能力正在向两端极端集中:一端是掌握核心光电芯片与先进封装工艺的底层制造商,另一端是主导系统级ASIC与协议标准定义的芯片巨头。
交换机ASIC与DSP提供商正在成为整个光网络生态规则的绝对制定者。AI集群的网络带宽上限从根本上由交换机ASIC的吞吐能力决定。2026年,102.4 Tbps的交换容量成为顶级AI工厂的标配,这类芯片通常需要集成多达512个200G SerDes通道。在这个赛道上,Broadcom(博通)在以太网Scale-out领域继续占据统治地位。其推出的Tomahawk 6-Davisson是业界首款实现102.4T交换容量的CPO交换平台,该平台通过异构集成TSMC COUPE光引擎,实现了较传统插拔式光模块解决方案降耗70%的惊人突破,系统能效提升超过3.5倍。而在至关重要的DSP(数字信号处理器)领域,Broadcom的Sian和Taurus系列专注于超低功耗设计,基于先进的3nm工艺,主导了1.6T插拔模块的信号处理层,并与Google、Meta等超大型客户深度绑定。
Nvidia(英伟达)则代表了另一条完全垂直整合的路线。在2026年发布的Vera Rubin系统中,Nvidia不仅通过第六代NVLink实现了单机架内72个Rubin GPU和36个Vera CPU的微秒级极速互连,更在集群层面强势推进其光网络战略。其Spectrum-X(以太网)和Quantum-X(InfiniBand)CPO交换机,直接将光引擎封装于网络核心,通过消除DSP重定时器,将系统光学电源效率提高了五倍,网络弹性提高了十倍。此外,Nvidia在2026年初整合了收购而来的Groq技术,推出了Groq 3 LPX超高速推理机架,该设备拥有500MB的片上SRAM和640 TB/s的横向扩展带宽,与Rubin GPU形成互补。为了确保底层光源供应不会成为扩产的掣肘,Nvidia甚至在2026年3月分别向Lumentum和Coherent注资20亿美元,这种极其罕见的供应链防守动作凸显了光学组件在AI基础设施中的战略地位。
Marvell(美满电子)作为独立DSP及定制ASIC的另一极,其动向同样深刻影响着2026年的产业链格局。Marvell的1.6T Ara系列DSP芯片同样采用3nm工艺,在2026年第一季度便已向超算客户提供样品并迅速转入量产,涵盖了从短距到长距的所有应用场景。Marvell的另一大战略支点是其定制芯片业务(ASIC),通过帮助AWS设计Trainium、协助Google设计Axion CPU等方式深入云厂商内部。2026年,Marvell以32.5亿美元完成对Celestial AI的收购,获取了下一代“Photonic Fabric”技术,这使其具备了将光数据直接传送到芯片计算节点的能力,剑指未来的3.2T和更高密度的板级光互连市场。
在晶圆代工与先进封装领域,CPO的落地引发了激烈的底层工艺争夺战。TSMC(台积电)意图通过其COUPE(Compact Universal Photonic Engine,紧凑型通用光子引擎)平台,垄断AI扩展网络在遇到功耗、延迟限制时的光学封装层。COUPE利用SoIC-X 3D键合技术,将电子控制芯片直接堆叠在光子集成电路(PIC)之上,这种超低阻抗的Die-to-Die接口不仅完全消除了基板走线损耗,还提供了极高的3D堆叠良率。TSMC的路线图明确指出,2025年完成小尺寸插拔模块的验证后,2026年正式量产基于基板的真正CPO方案,并计划在后续演进到与CoWoS深度整合的封装形态。据供应链估算,至2026年底,TSMC的SoIC月产能将攀升至30,000至40,000片,以满足激增的AI互连需求。
面对TSMC的强势推进,Samsung Foundry(三星晶圆代工)作为追赶者,在2026年的OFC上高调宣布正式进军硅光子(SiPh)代工市场,试图改变游戏规则。三星打出的是一张“存储 + 逻辑 + 光子”的垂直整合交钥匙(Turnkey)底牌。与TSMC缺乏自主HBM产能不同,三星强调其能够在同一系统级封装内提供HBM、GPU代工以及光电共封装服务。三星的路线图显示,其基于300mm晶圆的硅光平台在2026年完成PIC生产准备,计划在2027年推出基于热压键合(TC bonding)的光引擎,在2028年过渡到混合键合(Hybrid bonding),并最终在2029年全面提供CPO交钥匙服务。这种高度垂直整合的策略虽然面临客户信任和生态构建的双重挑战,但无疑为无晶圆厂的光学设计公司提供了极具吸引力的第二选择。
在光模块制造商层面,尽管CPO在2026年开始量产,但插拔式模块(特别是1.6T与LPO)依然在未来数年占据绝对的出货主导地位,产业链竞争呈现出强者恒强的态势。InnoLight(中际旭创)继续保持全球光模块市场份额第一的宝座,预计在2026年的1.6T光模块市场中将狂揽50%至60%的市场份额。InnoLight掌握着向Google、Nvidia等顶级客户的大批量供货通道,特别是在Google全面部署Ironwood TPU架构并采用Apollo全光电路交换(OCS)网络的背景下,Google单年在2026年对1.6T模块的需求就高达数百万只,而InnoLight预计将吞下其中近80%的订单。其1.6T OSFP-XD模块已依靠强大的产能扩张能力避免了困扰竞争对手的产能分配短缺问题。
Eoptolink(新易盛)则凭借直接面向北美云厂商的敏捷销售策略和高达33%的卓越净利润率快速崛起。新易盛采用3nm DSP架构的第二代OSFP-XD/RHS平台,进一步将功耗降低了约20%,并且通过在泰国建设专属制造工厂,有效对冲了地缘政治风险,保障了针对北美客户的1.6T量产供应。Coherent(相干公司)与Cisco(通过收购Acacia)则在相干光通信以及垂直整合领域展现出强大的统治力。Coherent是2026年唯一一家能够同时展示基于硅光子(SiPh)、EML以及200G VCSEL三种不同底层激光源的1.6T完整解决方案的厂商,其内部高度整合的InP和硅光产线,使其在供应链持续紧张的2026年获得了极大的战略主动权。
底层光源与硅光子初创企业则构成了产业链中最具弹性但也最为脆弱的瓶颈环节。Lumentum控制着全球约50%至60%的EML(电吸收调制激光器)市场,并且是目前行业内几乎唯一能够大批量出货200G/lane EML芯片的供应商。2026财年第二季度,Lumentum的收入实现了65%的同比增长,但其磷化铟(InP)晶圆厂产能依然处于严重分配不足状态,市场实际需求超出其产能25%至30%以上。在Scale-Up网络领域,初创企业Ayar Labs在2026年3月完成了由Neuberger Berman领投的5亿美元Series E轮巨额融资,估值飙升至37.5亿美元。Ayar Labs专注于Optical I/O技术,其核心产品TeraPHY光学引擎利用微环谐振器和SuperNova外置光源,为大规模GPU集群提供高达8 Tbps的双向带宽,较大程度打破了铜线在跨机架互连中的距离与带宽枷锁,成为诸多定制化AI加速器厂商(如通过与Alchip、MediaTek的合作)的首选Scale-Up光学方案。
测试仪器与模拟生态同样迎来了历史性的爆发。随着单通道速率提升至224G,传统的纠错与信号测试手段完全失效。Keysight(是德科技)在2026年推出了第二代1.6T测试平台AresONE,专门针对LPO、LRO以及无源/有源铜缆(DAC/ACC)进行系统级的长周期误码性能验证。这种能够模拟真实GPU和网络接口卡(NIC)负载的设备,成为了各大数据中心验证LPO架构互操作性的刚需基础设施。同时,Semtech等信号完整性芯片厂商推出了专为线性光学时代设计的224G跨阻放大器(TIA)和驱动器,进一步完善了无需DSP的模拟链路生态。
关键数据与对比表
数据的指数级跃升是理解2026年网络架构演进的最佳切入点。无论是出货规模、宏观市场容量,还是细分技术流派的微观物理参数,整个产业都在经历较大程度的重构。
表1:全球数据中心与AI光模块市场核心规模预测(2025-2026年演进)
核心指标维度 2025年基准数据 2026年预测数据 增长动力与核心逻辑解析
800G光模块出货量 约 2,400 万只
约 6,300 万只
呈2.6倍较快增长。800G在2026年已成为Meta、Google、AWS等大规模AI推理与训练集群的标准互连主轴,价格逐渐沉降至360-450美元区间,进入成熟放量期。
1.6T光模块出货量 约 270 万只
500 万 - 2,000 万只
2026年为1.6T规模化商用元年。核心推手为Nvidia Rubin平台需求(超500万只)、Google TPU扩展(约400万只)以及Broadcom TH6交换机的商用落地。
整体光模块市场规模 约 165 亿美元
约 260 亿美元
同比增长约57%至60%。市场扩容不仅来源于出货量的绝对增长,更因1.6T初期极高的ASP(平均售价在1300-1500美元/只),带来了巨大的价值量跃升。
EML激光器供需缺口 产能吃紧
40% - 60% 持续产能缺口
单通道200G EML工艺壁垒极高,良率爬坡艰难。尽管Lumentum等头部厂商在2026年将产能扩充40%,但仍远滞后于下游模块厂的需求增速,成为全行业的“阿喀琉斯之踵”。
对于工程实施团队与超大规模数据中心架构师而言,在1.6T与102.4T交换时代,面临着多条技术路径的分野。下表详细对比了传统DSP、LPO、LRO、CPO以及新兴的XPO在物理层面的关键参数差异。
表2:1.6T / 800G 网络节点下不同光学封装与驱动架构深度对比
技术架构体系 DSP重定时需求 功耗表现 (以800G/1.6T为基准) 传输延迟 (单跳) 最大传输距离限制 兼容性、互操作性与主机要求 传统可插拔 (Retimed DSP) 发送/接收双向完整DSP数字处理
~14 - 17W (1.6T达30W+)
8 - 10 ns
支持长距及城域网 (可达10km+)
完全即插即用,兼容所有标准MSA和历史交换机。信号恢复能力最强,但极高的热密度限制了其在1.6T时代的大规模部署。 LPO (线性可插拔光学) 模块内部完全移除DSP芯片
~7 - 8.5W (较DSP节省40-50%)
< 3 ns
< 2km (极短距内互连最佳)
互操作性最差。要求主机ASIC必须具备强大的模拟信号处理SerDes性能(如Broadcom TH5/TH6,Nvidia Spectrum-4+),高度依赖系统级联合调试。
LRO (半重定时/线性接收) 仅保留发送端(Tx) DSP,接收端线性
~9W (节省约25%)
~ 5 ns
2 - 10km (适用性较广)
介于DSP与LPO间的务实折中方案。保留了发送端的信号整形,大幅减轻了主机接收端压力,部署难度骤降,成为2026年多厂商混合环境下的优选过渡方案。
CPO (光电共封装) 无(随ASIC封装内解决)
~5W (能效比严格控制在 <5 pJ/bit)
极低(近乎纯物理延迟) 跨机架与极短距直连
需交换机底座全面物理重构。失去模块热插拔特性(仅外部光源ELSFP可插拔)。降低高达70%的系统整体功耗,代表了AI互连的终极演进方向。
XPO (超高密度可插拔) 灵活支持FRT/LRO/LPO等协议 模块级整合液冷,支持高达400W发热量 视内置协议架构而定 不受限,覆盖极短距至相干长距
物理层面的激进工程创新。通过“背靠背”PCB设计,在保留插拔特性的同时,提供每U机架高达204.8 Tbps的前面板密度,专为12.8T光模块设计。
通过对比上述数据,可以清晰地计算出架构升级带来的宏观经济效益。以一个拥有10万颗顶级XPU的AI数据中心为例,该中心通常需要部署约2,000台交换机。如果采用基于3nm工艺的传统1.6T DSP模块,由于单颗DSP的预估批量采购成本在75美元左右(经过模块厂30%的毛利加成后,终端成本更为高昂),整个数据中心仅在DSP这一单一元件上的采购成本就将高达1300万美元。更为严峻的是,这批DSP在运行中将持续消耗约2兆瓦(MW)的电力资源。与之形成鲜明对比的是,如果全面转向LPO架构,在包含64台核心脊交换机的网络织物中,LPO能够为每个端口节省约8W的功耗。在不考虑制冷系统连带收益的前提下,这每年可直接节省超过140兆瓦时(MWh)的电能。在电力即算力的AI军备竞赛中,网络互连每节省出1瓦特的功率,就意味着有额外的1瓦特电力可以直接输送给GPU进行高价值的模型训练与推理。
随着架构的演进,各大网络巨头在2026年纷纷推出了支持上述新技术的高性能交换平台,形成了清晰的生态阵营。
表3:2026年核心 51.2T / 102.4T 交换芯片生态平台部署状态
平台名称与厂商 交换容量与织物协议 支持的光学接口形态与CPO状态 市场部署进度与核心特征 Tomahawk 6 - Davisson (Broadcom) 102.4 Tbps (64×1.6T) 以太网 支持1.6T插拔模块,全面原生支持LPO,并推出了集成的CPO版本
2026年内全面量产出货。其CPO版本集成16个6.4T光引擎,将单通道速率推向200G,是当前最成熟的高密以太网平台。
Spectrum-X (Nvidia) 最高 409.6 Tbps 以太网 前面板提供纯光纤接口,采用CPO封装,主机端配合插拔OSFP
2026年下半年量产。通过较大程度移除DSP,实现5倍能效提升,专为百万级GPU集群设计的终极网络枢纽。
Quantum-X800 (Nvidia) 115.2 Tbps (144×800G) InfiniBand 采用高度集成的CPO封装设计,配合液冷散热系统
2026年初已进入部署阶段。采用多芯片模块化设计,提供明显的低延迟和网络自愈弹性。
Silicon One G300 (Cisco) 102.4 Tbps 以太网 倾向于支持LRO混合架构,针对LPO的支持正在持续演进中
2026年2月发布。强调在不同云服务商和企业级客户中提供稳健的信号完整性与系统兼容性。
宏观、资金或技术约束
在2026年,光互连技术的演进绝非一条平坦的直线,整个产业正受到严苛的物理极限、极度失衡的供应链结构以及碎片化生态标准的深层约束。
首先是上游核心光电器件的良率与产能,严重制约了1.6T网络的快速渗透。 1.6T光模块的底层物理基石是单通道200G的电接口(224G SerDes)与光接口(200G EML激光器或高带宽硅光调制器)。在100G/lane向200G/lane跨越的过程中,半导体材料和制造工艺面临着非线性的难度激增。麦肯锡等机构的深度分析指出,由于InP(磷化铟)晶圆的加工难度大、良率爬坡缓慢,200G EML激光器芯片在2026年全年将面临高达40%至60%的持续性产能缺口,且这种短缺态势可能一直延续至2027年。目前,全球高端EML芯片的产能几乎被Lumentum与Coherent两家公司寡头垄断,这种“单点故障”极高的供应链结构,迫使Nvidia、Google等下游超算买家不得不直接下场。Nvidia在2026年动用高达40亿美元的巨额资金,通过购买可转换优先股及签订百亿美元级别的长期采购协议,强行锁定了这两家激光器巨头的战略产能。这种由终端巨头直接干预最上游元器件产能的现象,凸显了光学组件在AI时代的命门地位。资金同样在疯狂涌入Optical I/O初创企业,Ayar Labs高达5亿美元的E轮融资表明,资本市场正在押注能够绕开传统插拔模块限制的底层改变性技术。
其次是224G信号完整性危机带来的技术妥协与系统散热梦魇。 在纯粹的物理层面上,224G SerDes信号在PCB板上的衰减速度令人绝望。这迫使系统必须在“高功耗DSP补偿”与“牺牲互操作性的LPO”之间做出痛苦抉择。虽然LPO通过物理阉割模块内的DSP换取了可观的降耗,但这实际上是将沉重的信号均衡“黑锅”甩给了交换机主芯片的SerDes模块。在现实的多厂商异构数据中心环境中,由于缺乏模块级的信号再生能力,不同厂家的交换机与不同厂家的光模块之间极难实现稳定握手。为了解决这一痛点,LRO(线性接收光学)作为一种妥协方案大行其道,通过在发送端保留DSP来降低系统调试难度。另一方面,即便是保留DSP的1.6T传统模块,其单只功耗也轻易突破25W至35W。为了在有限的前面板空间内塞入足够的带宽,Arista等厂商主导的XPO标准甚至采用了高达400W的模块级集成冷板液冷系统(Cold-plate liquid cooling),这极大地增加了基础设施的部署成本和运维复杂度。对于液冷基础设施与机房供电改造的更广泛约束,读者可深入阅读本站的液冷专题。
最后是CPO架构在可维护性上的工程恶梦以及行业标准的严重碎片化。 CPO将光学引擎直接倒装或键合在交换ASIC的基板上,较大程度终结了数据中心延续三十余年的“模块热插拔”运维习惯。如果封装内部的一个硅光调制器或微米级光波导因为热应力发生故障,整个价值数万至数十万美元的核心交换机可能都需要断电下线并返厂维修。为了规避这一致命风险,行业妥协出了外部激光源(ELSFP)方案,将寿命最短、对高温最敏感的激光器独立放置在前面板的插拔模块中,但这随之带来了高密度的光纤引出难题(Fiber Shuffle)——一台102.4T的交换机内部可能需要将成百上千根极细的光纤与硅光芯片进行亚微米级的精准对齐封装。同时,当前的行业生态正处于“诸侯割据”的战国时代。市场上并存着针对CPO光引擎插槽标准化的Open CPX MSA、针对板级超高密度插拔的XPO MSA、规范无DSP线性驱动的LPO-MSA,以及旨在统一Scale-Up网络光互连协议的OCI MSA。不同MSA阵营背后代表着不同科技巨头的利益博弈,这种标准的严重碎片化,大幅拉高了二线厂商的技术跟随成本,拖累了行业整体规模化降本的步伐。
风险与证伪
任何底层硬件技术的线性外推都存在被市场现实无情证伪的风险。针对2026年CPO与1.6T互连的狂热叙事,深度研究者需要时刻警惕以下可能瞬间改变行业发展轨迹的风险因素,避免陷入单一的技术崇拜。
风险一:XPO等激进的工程改良方案,大幅推迟CPO的大规模商用时间表。 尽管业界在技术愿景上公认CPO是AI网络高带宽密度的终极形态,但在现实的商业化进程中,传统插拔生态展现出了顽强的生命力。在2026年的OFC大会上,由Arista主导发布的XPO(eXtra-dense Pluggable Optics)MSA引发了轰动。XPO并没有在半导体材料或底层信号调制机制上进行改变,而是采用了极其暴力的工程设计——例如独创的“背对背”双PCB桨叶设计(Belly-to-Belly),将发热严重的DSP与激光驱动器紧贴中央共享液冷冷板,并采用高杠杆弹射机构解决高密度插拔阻力。通过这些物理结构的重塑,XPO成功将单模块带宽推升至12.8T,单U机架前面板带宽密度达到了令人生畏的204.8 Tbps。对于急需升级带宽但又不愿承担CPO全系统重构风险(Blast radius)的微软、Meta等云服务商而言,XPO提供了一个极具吸引力的平滑过渡路径。如果XPO在2027年如期实现大规模量产,极有可能大量抢占原本属于早期CPO的市场份额,将CPO真正下沉至通用数据中心的时间节点大幅向后推迟。
风险二:LRO架构对纯LPO路线的全面反噬与替代。 市场在2024-2025年曾对纯粹无DSP的LPO路线寄予厚望,认为其是降低功耗的最完美形态。然而,随着2026年大规模异构网络部署的展开,LPO在兼容性上的缺陷暴露无遗。正如前文所述,由于完全依赖交换机SerDes进行信号补偿,LPO模块在跨品牌设备间几乎无法顺畅通信。此时,LRO(线性接收光学,或称半重定时光学)迅速上位。LRO在模块的发送端保留了定制化的轻量级DSP以确保发出的光信号眼图足够清晰,仅在接收端实施线性直通设计。这种混合设计仅仅牺牲了极少的功耗优势(较纯LPO多消耗约0.5-1W),却换来了极强的链路稳定性和跨平台兼容性。在实际采购中,云厂商普遍倾向于部署风险更低、运维阻力更小的LRO产品。这可能会导致纯LPO方案最终被边缘化,沦为少数封闭同构网络(如单一厂商承建的超算孤岛)中的定制化产物,从而证伪此前市场对LPO全面爆发的乐观预期。
风险三:三星垂直整合“交钥匙”模式与台积电纯代工模式的路线之争。 在CPO底层的晶圆级制造上,台积电(TSMC)凭借COUPE平台和SoIC-X技术占据了先发优势,其坚守纯粹的代工模式,将自身定位为连接不同IP与芯片的平台层。然而,三星晶圆代工(Samsung Foundry)在2026年强势杀入,试图以高度垂直整合的模式改变现有格局。三星不仅提供2.5D/3D先进封装和硅光子晶圆制造,更致命的是,它能同步提供台积电所稀缺的HBM(高带宽内存)产能。在未来的AI芯片架构中,GPU、HBM和Optical I/O必须在一个极度紧凑的系统级封装内共存。如果台积电的客户在采购外部HBM并与光电组件联合封装时遇到了严重的良率瓶颈或供应链摩擦,那么三星在2029年推出的全套CPO交钥匙(Turnkey)服务可能会对无晶圆厂设计公司产生巨大的吸引力,从而打破台积电在高端光电封装领域的绝对垄断。
风险四:硅光子(SiPh)对传统InP路线的替代进程不及预期,甚至遭遇技术反扑。 市场的一致预期是,随着通道速率向200G甚至400G演进,基于CMOS工艺的硅光技术将凭借高度集成和低成本优势,全面取代分立的InP EML方案。但硅光子最大的硬伤在于硅材料自身不发光,必须依赖外部的InP连续波(CW)激光器提供光源。如果在2026-2027年,硅光在光纤耦合损耗、热敏波长漂移等基础材料学问题上未能取得实质性突破,而与此同时,传统的InP工艺在Lumentum等厂商的高强度资本开支下,利用AI辅助良率爬坡成功实现了200G EML的大规模廉价量产;或者,更为经济的200G VCSEL(垂直腔面发射激光器)技术在多模光纤短距互连中成熟得比预期更快,那么“硅光必定统治世界”的单线叙事将被严重挑战,多技术并存的胶着期将比预期长得多。相关宏观资本面及供应链标的的估值波动,敬请密切关注本站的A股及海外科技股前瞻分析。
后续观察变量
对于2026年至2027年处于剧变期的光网络市场演进,静态的数据分析已不足以捕捉产业的真实脉搏。研究者必须建立高频跟踪机制,密切注视以下核心前瞻性指标与产业动向,以交叉验证技术落地的真实节奏:
首先,必须紧盯台积电(TSMC)SoIC产能利用率、实际良率与COUPE平台的商业订单转化率。 台积电曾规划在2026年底前将SoIC月产能疯狂扩张至30,000-40,000片。COUPE作为Nvidia Spectrum-X、Quantum-X以及Broadcom下一代光交换机共同依赖的底层制造底座,其在生产线上的真实良率爬坡数据,以及大客户(如Nvidia、Broadcom乃至AMD)从工程验证(EVT)转向大规模量产下单的实际晶圆消耗量,是判断CPO究竟停留在PPT阶段还是已经实质性跨越商业化鸿沟的最核心晴雨表。
其次,需要深入观察OCI MSA等行业标准在Scale-Up网络中的实际采纳广度与落地进展。 OCI(光学计算互连)旨在利用四波长DWDM技术和硅光引擎,在芯片层面取代高功耗的SerDes和短距铜线NVLink。尽管该联盟拥有AMD、Broadcom、Meta、Nvidia和OpenAI等豪华创始阵容,但其真正的试金石在于:在接下来的两到三年内,除了发起方自身的硬件外,能否有第三方的白盒交换机厂商、独立AI加速器(ASIC)开发商实质性地将OCI接口集成到他们的产品硅片中。标准越快打破专有生态的壁垒实现大规模商用,光互连在Scale-Up领域的降本速度就越快。
第三,Lumentum与Coherent关于200G EML产能释放的财报指引与现货市场价格波动。 这两家公司能否如期在2026年甚至2027财年完成预定的40%产能扩张目标,是1.6T插拔光模块能否摆脱“缺芯”窘境的关键。研究者应密切追踪这两家公司每季度的财报电话会指引中关于200G光电器件的ASP(平均售价)、订单出货比(Book-to-Bill Ratio)以及交货周期(Lead Time)的变化。这些微观数据将直接揭示当前1.6T产业链的真实健康状况。
最后,要穿透需求迷雾,验证Google、Meta等超算买家对1.6T及CPO光模块的真实订单量,剔除供应链早期的“虚假繁荣”。 在产业升级初期,为了抢夺有限的产能,下游客户往往会释放存在水分的夸大预测。例如,Google TPU网络升级理论上在2026年需要近400万只1.6T模块。然而,实际的交付不仅受限于光芯片的产能,还受限于数据中心液冷改造的进度、机房电力的审批拨付等多重物理环境约束。跟踪光模块龙头企业(如中际旭创、新易盛)的库存周转率、预收账款以及特定云厂商数据中心机房的实际上电开工率,才能还原终端需求的真实面貌。更多深度产业追踪与高频数据分析,请移步本站的研究归档频道获取持续更新。
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FAQ
Q:在1.6T时代,LPO、LRO与传统DSP光模块在技术路线上究竟有什么本质区别?为什么在实际部署中,数据中心架构师越来越倾向于LRO?
A:这三者的根本区别在于对模块内部“数字信号处理(DSP)”功能的取舍。
传统DSP模块:在模块内部的发送端(Tx)和接收端(Rx)均配备了完整的DSP芯片。它能够对劣化的高速信号进行较大程度的重定时、整形和误码纠错,信号恢复能力最强,兼容性最好。但代价是功耗极大(1.6T时代单模块功耗往往超过25W甚至30W),且引入了数十纳秒的计算延迟。
LPO(Linear-drive Pluggable Optics,线性可插拔光学):走到了另一个极端,较大程度移除了模块内双向的DSP,仅保留线性放大器(TIA和Driver)。它将信号均衡和重定时的庞大计算压力全部交给了交换机主芯片的SerDes模块。其优势是功耗降幅最大(较DSP节省40%-50%),且延迟极低(小于3ns)。但由于没有任何信号再生能力,它极其依赖交换机的模拟性能,导致在不同厂家的设备间极易出现“水土不服”,互操作性极差。
LRO(Linear Receive Optics,线性接收光学,或半重定时光学):这是一种极具工程智慧的折中方案。它在模块的发送端(Tx)保留了定制化的轻量级DSP或重定时器,以确保从模块发出的光信号眼图足够完美、清晰;而在接收端(Rx)则采用线性直通设计,将接收信号的处理工作转交给主机ASIC。LRO的功耗和延迟介于传统DSP和LPO之间(单模块约9W,延迟约5ns)。正因为它保留了一半的信号恢复能力,大大降低了系统级联合调试的难度,能够在2026年多厂商混用的异构AI网络中实现更平滑的落地,因此成为众多云厂商优先采用的过渡优选方案。
Q:业界频频提及的XPO(超高密度可插拔光学)是什么?它为什么能在CPO被公认为终极形态的背景下异军突起?
A:XPO(eXtra-dense Pluggable Optics)是由Arista等网络设备巨头在OFC 2026上主导推出的一种革命性插拔模块新标准。在CPO技术大规模普及之前,行业面临着传统OSFP/QSFP-DD插拔模块在密度和散热上的物理极限。XPO并没有改变信号调制的底层逻辑,而是较大程度改变了模块的物理与机械设计。它采用了独特的“背对背”(Belly-to-Belly)双PCB电路板架构,将所有高发热组件贴合在模块中央的液冷冷板上,并配备了盲插式防滴漏液冷快插接头。 XPO之所以能异军突起,是因为它赋予了传统插拔式系统惊人的生命力:单模块能够承受高达400W的明显发热量,支持12.8T甚至更高的单模块带宽,从而在一个标准的1U机架内实现了204.8 Tbps的恐怖前面板密度,这代表着比传统1600G OSFP方案高出4倍的密度飞跃。对于不愿承担CPO全系统封装风险、希望保留光模块热插拔维护便利性的超算客户而言,XPO提供了一条用明显机械工程换取算力密度的现实路径。
Q:什么是OCI(Optical Compute Interconnect),它与CPO有何关系?
A:OCI(光学计算互连)是一个由Nvidia、Broadcom、Meta、AMD等顶级芯片与云计算巨头联合发起的行业标准多源协议(MSA)。其核心使命是在Scale-Up网络(即GPU与GPU、加速器与加速器之间的紧密耦合互连,以往这一领域被NVLink等高功耗铜线技术主导)中引入标准化的光通信。 随着GPU单通道I/O速率向更高频演进,铜线的有效传输距离急剧缩短至不到一米,导致构建超大规模算力集群时物理机架排列严重受限。OCI通过规范基于硅光子技术的四波长DWDM(密集波分复用)和不归零(NRZ)调制格式,旨在以极低的功耗(目标小于1 pJ/bit)取代铜线SerDes。 OCI与CPO的关系是:OCI是一种架构标准和互连协议,而CPO(光电共封装)则是实现这一标准的底层物理封装技术。OCI标准在物理层面上极度依赖CPO或近封装光学(NPO)技术,将高密度硅光引擎直接集成在GPU、XPU或NVLink Switch的基板上,从而实现电信号的就近光电转换。
Q:为什么Samsung Foundry(三星晶圆代工)要在2026年高调宣布进军硅光子(SiPh)与CPO代工市场?其与TSMC的竞争策略有何不同?
A:进入AI时代,数据中心互连从电向光转移。芯片的价值重心已不再局限于单一逻辑晶体管的物理微缩,而是转移到了包含逻辑计算单元、HBM(高带宽内存)以及Optical I/O(光接口)的3.5D甚至真正3D的异构集成能力上。 台积电(TSMC)虽然在逻辑工艺和COUPE等光电先进封装上保持绝对领先,但其自身不具备存储器(特别是HBM)的生产能力。三星正是看到了在这个细分领域整合“逻辑代工 + HBM自主供应 + 硅光子先进封装”的巨大交钥匙(Turnkey)潜力。通过利用其成熟的300mm晶圆产线优势,三星试图在2029年之前构建一个完全内环的供应链闭环体系。与TSMC纯粹的平台化代工模式不同,三星主打的是一站式服务,旨在消除无晶圆厂客户在采购不同组件并进行联合封装时面临的良率摩擦与沟通成本,试图在未来的超级AI芯片全生命周期制造中,直接与台积电争夺系统级封装的终极订单。
常见问题
在1.6T时代,LPO、LRO与传统DSP光模块在技术路线上究竟有什么本质区别?为什么在实际部署中,数据中心架构师越来越倾向于LRO?
这三者的根本区别在于对模块内部“数字信号处理(DSP)”功能的取舍。 传统DSP模块:在模块内部的发送端(Tx)和接收端(Rx)均配备了完整的DSP芯片。它能够对劣化的高速信号进行较大程度的重定时、整形和误码纠错,信号恢复能力最强,兼容性最好。但代价是功耗极大(1.6T时代单模块功耗往往超过25W甚至30W),且引入了数十纳秒的计算延迟。 LPO(Linear-drive Pluggable Optics,线性可插拔光学):走到了另一个极端,较大程度移除了模块内双向的DSP,仅保留线性放大器(TIA和Driver)。它将信号均衡和重定时的庞大计算压力全部交给了…
业界频频提及的XPO(超高密度可插拔光学)是什么?它为什么能在CPO被公认为终极形态的背景下异军突起?
XPO(eXtra-dense Pluggable Optics)是由Arista等网络设备巨头在OFC 2026上主导推出的一种革命性插拔模块新标准。在CPO技术大规模普及之前,行业面临着传统OSFP/QSFP-DD插拔模块在密度和散热上的物理极限。XPO并没有改变信号调制的底层逻辑,而是较大程度改变了模块的物理与机械设计。它采用了独特的“背对背”(Belly-to-Belly)双PCB电路板架构,将所有高发热组件贴合在模块中央的液冷冷板上,并配备了盲插式防滴漏液冷快插接头。 XPO之所以能异军突起,是因为它赋予了传统插拔式系统惊人的生命力:单模块能够承…
什么是OCI(Optical Compute Interconnect),它与CPO有何关系?
OCI(光学计算互连)是一个由Nvidia、Broadcom、Meta、AMD等顶级芯片与云计算巨头联合发起的行业标准多源协议(MSA)。其核心使命是在Scale-Up网络(即GPU与GPU、加速器与加速器之间的紧密耦合互连,以往这一领域被NVLink等高功耗铜线技术主导)中引入标准化的光通信。 随着GPU单通道I/O速率向更高频演进,铜线的有效传输距离急剧缩短至不到一米,导致构建超大规模算力集群时物理机架排列严重受限。OCI通过规范基于硅光子技术的四波长DWDM(密集波分复用)和不归零(NRZ)调制格式,旨在以极低的功耗(目标小于1 pJ/bit)取…
为什么Samsung Foundry(三星晶圆代工)要在2026年高调宣布进军硅光子(SiPh)与CPO代工市场?其与TSMC的竞争策略有何不同?
进入AI时代,数据中心互连从电向光转移。芯片的价值重心已不再局限于单一逻辑晶体管的物理微缩,而是转移到了包含逻辑计算单元、HBM(高带宽内存)以及Optical I/O(光接口)的3.5D甚至真正3D的异构集成能力上。 台积电(TSMC)虽然在逻辑工艺和COUPE等光电先进封装上保持绝对领先,但其自身不具备存储器(特别是HBM)的生产能力。三星正是看到了在这个细分领域整合“逻辑代工 + HBM自主供应 + 硅光子先进封装”的巨大交钥匙(Turnkey)潜力。通过利用其成熟的300mm晶圆产线优势,三星试图在2029年之前构建一个完全内环的供应链闭环体系…