假如一个城市原来有一个自来水厂，刚好能满足这城市人的用水需求，现在人变多了，水的供需有点紧平衡了，所以扩建了一下水厂，把生产水的能力提升了一大截，但如果送水的管道不行了，是不是即便产水能力很强，依旧不能明显改善市民用水的状况？
CPO（共封装光学）之于算力，跟这个多少有点相似。
如果GPU算力，有点这水厂的意味，那么CPO就有点像加粗、优化管网的意味。
接下来，就聊一聊这个话题，看CPO技术的底层需求都来自哪里？
“光模块怎么了？”
传统方案是，交换芯片处理完电信号，沿着电路板上的铜线走十几厘米，传到交换机面板上的光模块里，光模块把电信号变成光信号，再通过光纤传出去。
这东西是可以插拔的，坏了拔掉就换，也方便修。但也有不足。信号在铜线上跑十几厘米，高频损耗巨大，为了补偿损耗就得搭载功耗很高的DSP信号补偿芯片。而且每个光模块里都要内置自己的激光器，一台交换机面板上需要一堆激光器，又贵还可能坏。
可插拔光模块里相当一部分成本和可靠性损失，可能还不是花在“传光”上，而是花在“能拔下来”上，比如金手指连接器、可插拔外壳、面板开孔、配套散热设计，多半是为了可维护性付出的代价。
“CPO思路。”
CPO，简单理解就是，把光引擎从交换机面板上拿下来，直接放到交换芯片旁边，封装在一起。
电信号的传输距离从十几厘米缩短到了几毫米。虽然是十几厘米的变化，但也值得留意。英伟达给出的测试数据显示，200G通道下，传统方案的链路损耗最高约22dB（分贝，这里是衡量功率损耗的），CPO方案降到了约4dB。损耗每降低3dB，接收端信号功率翻一倍，18dB的改善意味着接收信号功率、信号完整性提升了约64倍。
大致聊完了思路，接下来，看它的底层需求都来自哪里？
“激光器太多。”
传统方案里，每个可插拔光模块都要内置自己的激光器。一台128端口的交换机，面板上就是128个激光器在同时工作。激光器是光模块里最贵、最娇贵、失效率最高的部件，一个激光器坏了，就得更换整个光模块。
CPO思路是，激光器不再放进芯片封装内部，而是外置，依靠统一的外部光源模块集中供光。一套外置光源可以同时给多个光引擎提供光束，激光器的用量直接减少大约四分之三。
这有个好处是，激光器变少，硬件成本下降、发热降低，整机故障点也在减少。
“信号跑不动了。”
上文提到，电信号在电路板上跑十几厘米，到了高速率时代（比如单通道200Gb/s以上），损耗会急剧上升。介质损耗、趋肤效应、信号反射，这些问题都会随着频率升高持续加剧。
对此，传统方案会使用DSP芯片做信号纠错与均衡，把失真丢失的信息补回来。但DSP本身功耗很高，它的工作本质，就是弥补长铜线传输带来的信号损耗。
CPO把电信号路径缩短到毫米级之后，信号天然损耗很小，很多场景下DSP可以简化甚至省略。
“端口密度不够了。”
AI训练集群和普通数据中心有一个区别是，普通数据中心主要是用户访问服务器；AI训练集群主要是GPU之间互相通信，量级要大得多。
这种场景对端口密度的要求极高。传统可插拔光模块自带外壳、插槽结构，存在固定物理尺寸下限，交换机面板上能塞进去的高速端口数量是有限的。CPO把光引擎集成到芯片封装内部之后，不再占用交换机前面板空间，端口密度可以大幅提升，在同样机箱空间里放下更多高速端口，支撑上万GPU之间大规模的两两通信。
“现状怎么样了？”
2026年，被视为是它从实验室走向量产的关键年。
8月份，英伟达宣布其Spectrum-X以太网硅光交换机进入全面量产，这是全球首款量产的200G/lane共封装光学以太网交换机，首批客户包括CoreWeave、Lambda和甲骨文。该产品为AI工厂提供102.4Tb/s的交换容量。
在制造端，台积电的硅光整合平台COUPE在2026年进入量产，采用3D异质集成方式将电子芯片与光子芯片垂直堆叠。
市场数据方面，光通信行业研究机构LightCounting的估算显示，AI集群用的高速光模块与CPO市场在2025年已达到165亿美元，2026年预计增至260亿美元，连续两年保持约60%的增速。不过，需要说明的是，这是整个高速光互连市场的规模，CPO目前在其中的占比还很小。
“写在最后。”
当然，说了这么多，也并不意味着CPO就是万能的。
比如成本高。目前CPO的制造成本远高于传统可插拔方案，硅光芯片和先进封装的良率控制难度很大。只有超大规模的AI数据中心，才有可能通过功耗节省和密度提升来收回成本。
还比如不好修。可插拔光模块坏了，拔下来换一个就是了。CPO的光引擎和交换芯片封装在一起，出了问题可能要动整个封装体。
此外，还有标准，还在完善。虽然OIF已经发布了3.2T CPO模块的实施协议，但整个产业链的接口标准、测试规范还在逐步统一的过程中。
所以，行业普遍认为，在未来相当长一段时间内，CPO和可插拔光模块会共存互补。对功耗和密度要求最苛刻的超大规模AI集群，会率先采用CPO；而大多数普通数据中心，可插拔方案仍然够用。
参考资料：
证券日报.CPO规模化商用提速.2026年8月24日.
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