英伟达推动CPO技术落地引发AI互联产业变局,全球市场需求爆发,中国光芯片企业需抓住2026-2028年的国产替代窗口。 ## 1. AI万卡集群算力瓶颈倒逼互联技术升级 AI万卡级GPU集群的瓶颈已从芯片算力转向芯片间数据搬运效率,传统铜缆、可插拔光模块均逼近物理极限。CPO通过先进封装将光引擎与交换芯片共封装,实现“电短光长”,相比传统方案功耗降40%以上,带宽提升3倍,延迟缩短50%,重构了算力基础设施架构。 ## 2. 全球上游供应链供需缺口凸显产业确定性 全球CPO核心供应链企业订单饱满,产能供不应求:Lumentum2026财年二季度营收同比增65%,CPO产能已基本售罄;Coherent拿到头部AI客户大额订单,产能排至2028年;Tower硅光晶圆70%以上2028年前产能已被预订。全球Datacom CPO市场将从2024年不足7000万美元,以超120%年复合增速增至2030年的80亿美元,近七成需求来自万卡级集群纵向扩容场景。 ## 3. CPO重构竞争维度给中国光芯片带来卡位机会 传统可插拔光模块时代,中国占据组装封装主要份额,但高端核心光芯片长期依赖进口;CPO将封装集成作为核心,光芯片性能直接决定方案可行性,为中国企业切入高端市场创造了窗口。目前国内源杰科技、仕佳光子等已在细分领域建立优势,龙头光模块企业也在延伸布局,但在高端器件性能上仍与国际头部厂商有差距。 ## 4. CPO规模化仍存多重瓶颈,关键窗口为2026-2028年 技术层面,CPO仍存在耦合效率、波长稳定性、热管理等未解决问题,且缺乏统一标准;市场层面,CPO维护成本偏高、替代节奏被传统光模块迭代及过渡方案延缓,业内判断全面普及还需3-5年。短期内CPO率先落地横向扩容场景,长期纵向增量空间更大,中国光芯片企业需抓住2026-2028年的关键卡位窗口。
当英伟达把"铜缆"换成光:中国光芯片必须抢这三年?
2026-06-29 12:00

当英伟达把"铜缆"换成光:中国光芯片必须抢这三年?

本文来自微信公众号: 每日天使 ,作者:每日天使


6月中旬,在夏威夷举行的2026年IEEE超大规模集成电路技术与电路研讨会(VLSI 2026)上,英伟达Research团队带来了一场题为《基于硅光子学的先进光互联赋能AI计算》的特邀报告。报告系统拆解了AI算力爆发下互联技术的核心矛盾——当GPU集群规模迈过万卡级门槛,瓶颈已经不在芯片本身的算力,而在芯片之间数据搬运的效率。


这不是英伟达第一次释放信号。早在2025年GTC大会上,英伟达就发布了共封装光学(CPO)技术相关产品路线图,其中Quantum-X和Spectrum-X CPO交换机最早于2025年下半年启动商用部署。进入2026年后,产业界普遍将这一年视为CPO规模化落地的元年。全球知名云服务商CoreWeave、AI云平台Lambda及德州高级计算中心(TACC)成为首批部署用户。


从上游晶圆厂到下游云服务商,产业链的每一个环节都在用真金白银回应这个判断。一场关于“算力心脏”的产业变局,正在浮出水面。


管道的天花板


理解CPO之前,需要先理解一个反直觉的事实:AI算力的瓶颈,早已不在芯片本身。


大模型参数以指数级膨胀,GPU单卡算力持续攀升,但当数千张、数万张卡组成集群时,真正的约束变成了卡与卡之间、机架与机架之间的数据通道。传统方案里,这个通道由可插拔光模块和铜缆组成。问题是,这两条“管道”都在逼近物理极限。


铜缆在224Gbps速率下,传输距离被压缩到两米以内——一个机架都跨不出去。传统可插拔光模块则在带宽密度和功耗墙面前步步维艰,每增加一级互联,就有相当比例的能耗浪费在信号转换上,而不是用于计算本身。


CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)的解法直接而激进:把光引擎和交换芯片通过2.5D/3D先进封装技术集成在同一个封装基板上,核心逻辑是“电短光长”——高速电信号只在毫米级近距离传输,中远距离全部交给光纤。


效果是碾压式的。据行业调研数据,相较于传统可插拔方案,CPO功耗可降低40%以上,带宽提升3倍,延迟缩短50%。在AI训练集群动辄消耗数十兆瓦电力的当下,这意味着同样的电力预算可以支撑更大规模的算力部署。


用一位业内人士的话说:过去光模块是数据中心里的“管道工”,负责搬运数据;CPO把它变成了芯片架构的一部分,光互连本身成了算力基础设施的“心脏”。


供应链的确定性信号


如果技术逻辑还停留在“应该会爆发”的层面,那么上游供应链的财报数据已经给出了更明确的答案。


Lumentum:订单爆满,产能告急。这家CPO产业链上游核心供应商在2026财年二季度交出营收6.655亿美元、同比增幅65%的成绩单。更关键的是产能信号:其CPO相关大功率激光晶圆厂产能已基本售罄,即便已提前完成40%的产能扩张目标,供需失衡仍在加剧。公司预计2026年第四季度CPO相关营收将达到5000万美元左右,2027年上半年还有数亿美元订单待转化。


Coherent:大额订单落地,产能锁定至2028年。Coherent最新季报显示营收16.9亿美元,数据中心与通信板块同比增长34%,占总营收72%。公司斩获了一份来自头部AI数据中心客户的“极其巨大”的CPO解决方案订单,其订单出货比已突破4倍,大部分订单排至2027年,部分延伸至2028年。其CEO用“非凡”形容当前的市场需求。


Tower:硅光晶圆产能预订到2028年。全球第八大晶圆代工厂Tower的动作更为激进——将硅光和硅锗平台总投资追加至9.2亿美元,计划到2026年第四季度将硅光晶圆月产能提升至2025年同期的五倍以上。财报披露,截至2028年的硅光总产能中,超过70%已被客户预订或正在预订流程中,且有客户预付款作为保障。Tower CEO直言:“我们的硅光晶圆厂压力很大。”


三家核心厂商,分别从器件、模块和晶圆代工三个层面,给出了同一个信号:CPO不是远期愿景,而是已经转化为晶圆厂里排满的订单、追不上需求的产能、以及一个接一个追加的投资计划。


据Yole及产业调研数据,全球Datacom CPO市场规模预计将从2024年的不足7000万美元,以超过120%的年复合增速飙升至2030年的80亿美元。其中,纵向扩容(Scale-Up)场景将占据近七成份额——这恰恰是英伟达GB200 NVL72等万卡级集群最核心的带宽需求切口。


中国光芯片的机会窗口


CPO的产业变局,对中国光芯片企业而言,是一次从“跟跑”到“卡位”的结构性机会。


6月22日,A股CPO概念板块集体大涨。源杰科技(688498.SH)和蘅东光(920045.BJ)涨幅均超过10%,股价双双创下历史新高;仕佳光子(688313.SH)、长芯博创(300548.SZ)、剑桥科技(603083.SH)等个股也表现强劲。资本市场的反应,本质上是产业逻辑的映射。


光芯片是CPO产业链中技术壁垒最高的环节之一。在传统可插拔光模块时代,中国企业在光模块组装和封装环节已经占据全球主要份额,但核心光芯片——尤其是高速激光器、调制器等高端器件——长期依赖进口。CPO的兴起改变了竞争维度:当封装集成成为核心,光芯片的性能和良率直接决定了CPO方案的可行性,这为中国企业提供了从芯片层面切入高端市场的窗口。


市场普遍认为,源杰科技在高速激光器领域已实现部分国产替代,仕佳光子则在无源光器件方面具备基础盘优势。中际旭创、新易盛、天孚通信等光模块龙头也在向CPO方向延伸布局。但需要看到,CPO对光芯片的要求远高于传统方案——更小的尺寸、更高的功率密度、更严苛的热管理条件——国内企业与国际头部厂商(如Lumentum、Coherent)在高端器件上仍有差距。


瓶颈与变量


方向已经确定,但路径并不平坦。


技术层面,CPO的制造复杂度远超传统光模块。光纤阵列单元(FAU)需要微米级间距控制且高度依赖人工组装,波导与光纤耦合效率、温度波动下的波长稳定性等问题尚未完全解决。紧凑封装导致功率密度飙升,CPO局部温度可达85℃以上,超过激光器60℃的耐受极限,热管理压力突出。此外,行业缺乏统一标准,不同厂商方案兼容性差,进一步制约规模化。


市场层面,CPO高度集成的设计导致维护成本偏高——局部故障需要更换整个交换机,停机时间与运营成本远超可插拔光模块。供应链向半导体厂商集中,也削弱了云服务提供商的议价能力。同时,传统光模块迭代并未停止:1.6T已量产,3.2T预计2028年量产,加上LPO、NPO等过渡方案的普及——后者功耗较传统光模块降低三分之二且兼容现有生态——CPO的全面替代节奏被进一步延缓。


业内普遍认为,CPO的全面普及至少还需要3-5年时间。短期内,CPO将率先在横向扩容(Scale-Out)场景落地,聚焦交换机与机架间连接;长期来看,纵向扩容(Scale-Up)场景才是真正的蓝海——当前该场景几乎100%为电互连,一旦引入光互连,全部是纯增量市场。


结语


从VLSI 2026上英伟达的硅光报告,到上游晶圆厂排满到2028年的产能订单,CPO的产业确定性已经从技术叙事转化为商业事实。


但真正值得关注的,不是CPO何时全面替代铜缆,而是这场变局背后更深层的逻辑:AI算力的竞争,已经从“谁的芯片更强”转向“谁的连接更高效”。当光从“管道”变成“心脏”,整个产业链的价值分配也将随之重构——晶圆代工厂、光芯片厂商、封装厂商的角色和话语权,都将被重新定义。


对中国光芯片企业来说,2026-2028年是关键窗口期。窗口的存在不意味着必然的胜出,但至少意味着一次重新上牌桌的机会。

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