CPO，英伟达再向前一步

作为AI算力基础设施的核心玩家，英伟达近日拿出了面向远期光电互连的新解法——OOI（Optics-on-Interposer，中介层上集成光学）。这项全新的CPO原型技术，试图把光引擎进一步向计算芯片拉近，它会给CPO赛道带来怎样的变化？

在近日于美国旧金山举行的SEMICON West 2026上，英伟达研究院首席研究科学家尼古拉·内多维奇（Nikola Nedovic）发表题为《下一代AI的光学整合》的演讲，首次公开展示下一代共封装光学（CPO）技术原型OOI（Optics-on-Interposer，中介层上集成光学），并同步演示配套的8波长密集波分复用（DWDM）技术。英伟达未公布OOI的商业化时间表，仅表示已拿到原型样品。

OOI的核心改动在于光引擎的物理位置。当前已量产的CPO方案，光引擎放置在交换芯片或计算芯片旁边的有机封装基板上，GPU输出的高速电信号要先经过硅中介层、再穿过有机基板才能抵达光引擎完成光电转换，这段通路会带来信号损耗和额外功耗。OOI把光引擎从有机基板直接移上承载计算芯片的硅中介层，与计算芯片共用同一块中介层，去掉有机基板这一段电互连。

据上海证券报报道，光引擎位置从"有机基板上"移到"中介层上面"后，电信号不必绕经有机基板，通过短距离、细间距布线直达光引擎，从而缩短电信号传输路径、降低功耗，并提升带宽密度，突破AI芯片对外传输瓶颈。这一思路与当前GPU通过中介层高速连接高带宽内存（HBM）的做法相近。

本次同步演示的DWDM技术，将八个波长各自以最高32Gb/s的速率传输，单根光纤实现256Gb/s的聚合带宽，用于提升单光纤数据传输容量。两项技术目前均处于研究阶段，英伟达表示正为未来潜在产品评估。

技术收益之外，OOI的工程门槛也更高。温度敏感的光学元件与功耗数百瓦的计算芯片共封装在同一块中介层上，散热是其中最难的一环，热管理、耦合精度、可维修性都是新挑战。中介层的产能、产品规则、封装良率掌握在封装厂手中，光引擎离计算芯片越近、电通道越短，封装价值量越大，先进封装厂在AI芯片供应链中的地位将进一步巩固。内多维奇也坦言，商业化难题尚未解决。

OOI属于面向远期的预研路线，英伟达当前的CPO落地主线仍是第一代产品。Rubin平台自2026年下半年起导入第一代CPO，2027年进入规模放量；Rubin Ultra计划2027年后将CPO扩展至跨机架互连。据业内人士分析，英伟达将于2028年推出的Feynman架构仍采用CPO方案，OOI的量产预计要到2030年之后。

今年8月14日，英伟达通过官方社交账号宣布，全球首款200G/lane共封装光学以太网交换机系统现已全面量产，即面向Vera Rubin平台的Spectrum-X以太网硅光交换机。据英伟达官方介绍，该产品将硅光子与ASIC共封装，相较传统可插拔收发器，每个1.6Tb/s端口功耗降低5倍，首批客户包括CoreWeave、Lambda、甲骨文云。英伟达同步布局的还有面向InfiniBand网络的Quantum-X Photonics液冷CPO交换机系统Q3450。

英伟达Spectrum-X以太网硅光交换机

图片来源：英伟达

围绕CPO，英伟达已形成一套制造生态。据英伟达官方披露，台积电提供硅光子工艺制造，矽品完成芯片级封装、组装与测试，天孚通信负责激光器模块子组件组装及可靠性验证，鸿海完成系统集成，Lumentum提供激光芯片；Coherent、Lumentum、住友电工负责外置光源模块，康宁、Senko、波若威提供光纤及组件，Fabrinet负责散热与最终测试。

在10月21日的英伟达GTC柏林大会上，英伟达与矽品等宣布，计划2027年年中将CPO光引擎产能提升至当前的15倍，并争取2028年底前再度翻倍，两阶段目标若均达成，产能规模将累计放大至约30倍。

围绕高速光互连，产业内已分化出多条技术路线，光学组件逐步从交换机面板向芯片内部靠近。行业通常把这些方案划分为两个阶段：第一阶段的DPO、LPO、XPO属于可插拔光学，光模块与交换机ASIC芯片分离，通过光笼连接器传输信号；第二阶段的NPO、CPO属于集成光学，光电转换环节被拉到芯片封装附近，电互连链路进一步缩短。

第一阶段的可插拔方案中，DPO即传统带DSP的可插拔光模块，通过DSP完成信号补偿，改造成本最低、兼容性最好；LPO（线性可插拔光学）保留可插拔形态、去掉模块内DSP，改用跨阻放大器与驱动器里的模拟均衡代替，功耗与时延随之下降，但不可编程、对链路两端的要求较高。据华工正源介绍，XPO是超高密度可插拔模块，其12.8T XPO采用64通道、单波200G设计，未来可扩展至25.6T，通过内置液冷板实现散热，保留热插拔和开源生态优势。

第二阶段集成光学中，NPO（近封装光学）把光引擎紧贴芯片布置在交换机主板上靠近ASIC的位置，电信号路径缩短至厘米级，在大幅降低插入损耗的同时维持光引擎的可更换性与维护便利性，制造工艺贴近现有产业。CPO（共封装光学）则进一步把光引擎与交换或计算芯片共封装，电互连链路最短，但对封装工艺、散热的要求最高。据行业媒体报道，当前产业的主流判断是NPO比CPO更接近规模落地。

从XPO、NPO、CPO再到英伟达本次展示的OOI，光学组件一步步向芯片内核靠近，电互连链路持续缩短、系统功耗随之下降，对封装和光刻工艺的精度要求也随之提高。当前国内在NPO领域进展较快，海外以英伟达为首的公司则重点推进CPO路线。剑桥科技副总经理、首席技术官赵海波对上海证券报表示，柜内Scale-up场景铜缆仍是主流，跨机柜场景中光正在逐步替代铜，可插拔光模块仍是明年主力。

值得注意的是，CPO这类面向纵向扩展（Scale-up）互连的路线，正在走向标准化。2026年3月，AMD、博通、Meta、微软、英伟达和OpenAI共同成立光学计算互连多源协议组织OCI-MSA，目标是为AI纵向扩展互连定义开放规范、构建多供应商供应链。该联盟已发布v1.0线路接口规范，在O波段定义了面向AI纵向扩展互连的DWDM波分通道。这套开放标准为CPO等集成光学方案提供了接口与测试的互通基础，也让OOI这类自研预研路线，与当前OCI-MSA框架下的标准方案形成了区分。

CPO商业化仍处早期，不同环节已形成一批头部参与者。系统与芯片侧，英伟达、博通是主要推动者。博通推出采用CPO技术的交换机芯片Tomahawk 6 Davisson，集成16个6.4T硅光引擎、交换容量达102.4T、功耗降低70%，为全球首款102.4T交换机芯片，已开始批量出货；Marvell的CPO与NPO方案源自同一头部GPU客户项目。

硅光制造与先进封装端，台积电通过COUPE硅光整合平台提供CPO所需的硅光芯片制造和3D异质集成技术，2026年下半年COUPE on Substrate方案将进入量产；矽品、京元电子承担封装测试环节；格芯收购先进微代工厂后扩充硅光晶圆制造能力。光源与光器件端，Lumentum、Coherent、住友电工供应外置激光器模块。

中国大陆厂商集中在光模块与配套器件环节。中际旭创旗下智禾光通展示1.6T及800G全系列可插拔光模块，其NPO产品已锁定相关客户订单，并布局6.4T NPO、12.8T XPO及3.2T薄膜铌酸锂等方向；新易盛、光迅科技、天孚通信等也在推进硅光与CPO配套器件开发。天孚通信作为英伟达CPO生态核心供应商之一，承担激光器模块子组件组装。

据TrendForce集邦咨询研究，2026年被称为CPO量产元年，但CPO在AI数据中心光模块市场的渗透率目前仅约0.5%，至2030年左右有望达到35%。在另一份硅光子产业研究中，TrendForce集邦咨询指出，随数据传输速率从100G/lane迈向400G/lane，铜线的信号损耗与功耗限制愈发明显，LPO、NPO、CPO三条路线并行受关注。

TrendForce集邦咨询预估，CPO/NPO市场规模将从2025年约1亿美元跃升至2030年的390亿美元以上，2028至2029年间随Scale-up导入光互连而急剧增长。NPO仍是多数云服务商的近中期过渡方案，阿里、腾讯视其为主轴，Meta、微软优先布局NPO并结合OCI-MSA，亚马逊则与意法半导体合作；CPO更适合高功耗、高密度整合的中长期场景，但要迈向大规模量产仍需克服良率、可维修性、连接器标准与InP激光供给等挑战。同期，可插拔光模组市场到2030年仍可保持近260亿美元水平，多技术将依场景并行。