輝達下一代CPO曝光！光引擎直上矽中介層，單纖256Gb/s！

輝達正在推進下一代CPO（共封裝光學）技術。

在SEMICON West 2026上，輝達展示了兩項光互連研究成果：OOI（Optics-on-Interposer，中介層上整合光學）和DWDM（密集波分復用）。

其中，OOI將光引擎從有機封裝基板轉移到矽中介層上，進一步縮短計算晶片與光引擎之間的電訊號傳輸距離；DWDM則通過8個不同波長的光訊號，實現單根光纖256Gb/s的資料傳輸。

內多維奇展示OOI共封裝光學原型

兩項技術分別瞄準封裝內電互連和光纖傳輸，輝達已展示OOI研究原型，但尚未公佈量產時間表。

01｜輝達，把光引擎搬上矽中介層！

傳統CPO將光引擎與交換晶片整合在同一封裝內，以縮短高速電訊號傳輸距離。但在輝達展示的現有架構中，光引擎仍位於有機封裝基板上，部分高速訊號需要經過矽中介層和有機基板才能完成電光轉換。

輝達研究人員Nikola Nedovic介紹，OOI將光引擎放置在計算晶片所在的矽中介層上，通過高密度布線實現直接互連，減少高速訊號經過有機基板的路徑。

相比有機基板，矽中介層具有更高的布線密度，能夠支援更多平行電連接。輝達希望借此降低高速電互連損耗和相關功耗，同時提升封裝內部的頻寬密度。

這一思路與輝達此前《Beyond CPO》研究方向一致：通過增加相對低速的平行電連接，提高晶片與光引擎之間的總頻寬。

需要注意，OOI並非完全取消有機封裝基板，而是改變高速資料的傳輸路徑。有機基板仍可承擔供電、機械支撐等功能。

02｜單纖256Gb/s！8個波長同時傳輸！

輝達同步展示的另一項技術，是採用DWDM提高單根光纖的傳輸容量。

其方案利用8個不同波長，每個波長傳輸32Gb/s資料，實現單纖256Gb/s：

在2026年3月OFC會議上，輝達研究人員已發表相關論文《A 256 Gb/s DWDM Optical I/O in a 3D-stacked EIC/PIC Silicon Photonics Platform》。

該研究採用3D堆疊電子積體電路（EIC）與光子積體電路（PIC），其中EIC使用7nm工藝，PIC使用65nm工藝。

實驗採用8+1通道結構，8個資料通道合計256Gb/s，另有一個獨立時鐘通道，不計入資料頻寬。

DWDM的價值在於，不必依靠增加光纖數量，就能提高單根光纖的傳輸容量。對於光纖連接密度不斷提高的AI資料中心，這是一條值得關注的技術路線。

不過，256Gb/s是研究平台的實驗結果，並非輝達已量產CPO產品的單纖指標。

03｜最大難題！散熱、良率、維修！

OOI雖然縮短了電訊號傳輸路徑，但也帶來了新的封裝挑戰。

首先是散熱。光引擎直接靠近高功耗計算晶片，熱量可能影響調製器等溫度敏感光學器件的穩定性，溫度控制也可能增加額外功耗。

其次是製造良率。OOI需要將計算晶片、光子器件及高密度互連結構整合在同一中介層上，對封裝精度、光纖耦合及測試提出更高要求。

最後是維修。傳統可插拔光模組可以獨立更換，而CPO整合度更高，光引擎出現故障後的維修難度可能增加。OOI進一步提高整合密度，也使可靠性和可維護性更加重要。

Nikola Nedovic表示，輝達正在評估面向未來產品的技術，並解決阻礙商業化的工程挑戰。

目前，輝達尚未披露OOI的實際功耗改善幅度、量產成本及商業化時間表。

04｜台積電、先進封裝，機會來了？

OOI的出現，意味著CPO技術正在進一步深入先進封裝內部。

如果未來實現商業化，矽中介層、高密度互連、矽光晶片、光電協同設計及封裝測試，都可能成為重要技術環節。

其中，台積電等具備先進製程、矽光製造和先進封裝能力的企業值得關注。日月光等封裝測試企業，以及光源、光纖連接和光電測試裝置供應商，也可能參與相關產業鏈建設。

DWDM則涉及矽光調製器、探測器、波分復用器及光源等關鍵器件，對光子晶片設計和製造提出更高要求。

不過，OOI仍處於研究階段，不能據此認定相關供應商已經獲得新增訂單。

05｜下一代CPO，輝達還要更進一步！

輝達已經在Spectrum-X Ethernet Photonics等產品中推進CPO商業化，而OOI代表了更進一步的光電整合研究方向。

從現有CPO將光引擎放入封裝，到OOI將光引擎搬上矽中介層，輝達正在持續縮短高速電訊號的傳輸路徑。

與此同時，DWDM通過多波長復用提高光纖傳輸容量，為更高密度的光學I/O提供另一條技術路徑。

兩項技術尚未完成商業化驗證，也沒有證據表明OOI即將成為下一代GPU或交換機的標準配置。

但技術方向已經清晰：未來CPO不僅要提高頻寬，還必須解決封裝內電互連損耗、散熱、製造良率和維護成本。

對於半導體產業而言，下一代CPO的競爭，正從光模組延伸到矽中介層、矽光晶片和先進封裝。

光引擎距離計算晶片越來越近，先進封裝與光通訊的技術邊界也正在被重新定義。(光頭條)

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