全球共封装光器件（CPO）市场正处于关键转折点，预计在未来十年内从根本上改变数据中心互联架构。在人工智能工作负载（尤其是大规模语言模型和生成式人工智能）爆发式增长的推动下，CPO技术解决了传统可插拔光模块无法克服的关键带宽、功耗和延迟瓶颈。
图源图灵量子
共封装光器件通过将光收发器与交换机ASIC（专用集成电路）和处理器直接集成在同一封装内，显著缩短了计算芯片与光转换之间的电气路径。这种架构转变将功耗从可插拔模块的约15皮焦耳/比特降至约5皮焦耳/比特，预计未来将低于1皮焦耳/比特。该技术还大幅提升了封装边缘的带宽密度，这对运行速率高达51.2Tbps及以上的下一代交换机至关重要。
市场主要分为两大应用领域：横向扩展网络和纵向扩展网络。横向扩展应用涵盖采用以太网和InfiniBand协议的常规数据中心交换架构，用于连接整个设施内的机柜和集群。纵向扩展应用则针对AI训练集群中GPU（图形处理器）和加速器之间的互联，以光纤替代方案取代基于铜缆的解决方案（如英伟达的NVLink），从而提供更远的传输距离、更高的带宽和更高的能效。预计CPO初期部署将面向纵向扩展AI网络，随后扩展至更广泛的横向扩展基础设施。
玻璃基板光电融合共封 图源图灵量子
英伟达在GTC 2025上发布的Spectrum-X/Quantum-X硅光子交换机标志着行业突破时刻，也体现了主流AI基础设施提供商对CPO技术的全面投入。这些交换机采用台积电的系统级芯片（SoIC）技术和3D混合键合技术，实现了前所未有的集成密度。领先的交换机ASIC供应商博通公司正通过其Bailly CPO平台采取互补策略，强调与多家封装和光子学合作伙伴构建开放的生态系统。
NVIDIA 光电一体化封装网络交换机 图源NVIDIA官网
CPO供应链是半导体产业最复杂的生态体系之一，涵盖光子集成电路设计、激光光源、电子接口电路、先进封装、光学对准和系统整合。台积电在其中扮演核心角色，提供尖端逻辑制程和先进封装平台（如CoWoS和COUPE），以实现光子芯片和电子芯片的紧密集成。光学组装和测试仍存在重大瓶颈，亚微米级的对准公差和专用设备为制造带来挑战，业界正积极攻关解决这些问题。
图源TSMC
产业面临的关键技术决策包括：在2.5D和3D集成方案间选择；采用外置激光光源或内置激光光源；以及光纤连接采用边缘耦合还是光栅耦合。许多领先方案正趋向采用外置激光光源架构，将温度敏感的激光器与发热的ASIC隔离，从而提高可靠性并实现冗余备份。混合键合技术日益受青睐，以满足新一代光引擎所需的互联密度要求。
亚马逊云科技（AWS）、微软Azure、谷歌云（Google Cloud）和Meta等超大规模云服务提供商是关键的需求驱动方，它们对人工智能基础设施的大规模投资正催生对共封装光器件（CPO）解决方案的迫切需求。这些企业每年在数据中心基础设施上投入数百亿美元，并正积极评估或研发CPO技术，计划在2026-2027年部署。
来源：https://www.gii.tw/report/fmi1884179-global-co-packaged-optics-market.html，侵删