6月中旬,在夏威夷舉行的2026年IEEE超大規模積體電路技術與電路研討會(VLSI 2026)上,輝達Research團隊帶來了一場題為《基於矽光子學的先進光互聯賦能AI計算》的特邀報告。報告系統拆解了AI算力爆發下互聯技術的核心矛盾——當GPU叢集規模邁過萬卡級門檻,瓶頸已經不在晶片本身的算力,而在晶片之間資料搬運的效率。
這不是輝達第一次釋放訊號。早在2025年GTC大會上,輝達就發佈了共封裝光學(CPO)技術相關產品路線圖,其中Quantum-X和Spectrum-X CPO交換機最早於2025年下半年啟動商用部署。進入2026年後,產業界普遍將這一年視為CPO規模化落地的元年。全球知名雲服務商CoreWeave、AI雲平台Lambda及德州高級計算中心(TACC)成為首批部署使用者。
從上游晶圓廠到下游雲服務商,產業鏈的每一個環節都在用真金白銀回應這個判斷。一場關於“算力心臟”的產業變局,正在浮出水面。
管道的天花板
理解CPO之前,需要先理解一個反直覺的事實:AI算力的瓶頸,早已不在晶片本身。
大模型參數以指數級膨脹,GPU單卡算力持續攀升,但當數千張、數萬張卡組成叢集時,真正的約束變成了卡與卡之間、機架與機架之間的資料通道。傳統方案裡,這個通道由可插拔光模組和銅纜組成。問題是,這兩條“管道”都在逼近物理極限。
銅纜在224Gbps速率下,傳輸距離被壓縮到兩米以內——一個機架都跨不出去。傳統可插拔光模組則在頻寬密度和功耗牆面前步步維艱,每增加一級互聯,就有相當比例的能耗浪費在訊號轉換上,而不是用於計算本身。
CPO(Co-Packaged Optics,共封裝光學)的解法直接而激進:把光引擎和交換晶片通過2.5D/3D先進封裝技術整合在同一個封裝基板上,核心邏輯是“電短光長”——高速電訊號只在毫米級近距離傳輸,中遠距離全部交給光纖。
效果是碾壓式的。據行業調研資料,相較於傳統可插拔方案,CPO功耗可降低40%以上,頻寬提升3倍,延遲縮短50%。在AI訓練叢集動輒消耗數十兆瓦電力的當下,這意味著同樣的電力預算可以支撐更大規模的算力部署。
用一位業內人士的話說:過去光模組是資料中心裡的“管道工”,負責搬運資料;CPO把它變成了晶片架構的一部分,光互連本身成了算力基礎設施的“心臟”。
供應鏈的確定性訊號
如果技術邏輯還停留在“應該會爆發”的層面,那麼上游供應鏈的財報資料已經給出了更明確的答案。
Lumentum:訂單爆滿,產能告急。這家CPO產業鏈上游核心供應商在2026財年二季度交出營收6.655億美元、同比增幅65%的成績單。更關鍵的是產能訊號:其CPO相關大功率雷射晶圓廠產能已基本售罄,即便已提前完成40%的產能擴張目標,供需失衡仍在加劇。公司預計2026年第四季度CPO相關營收將達到5000萬美元左右,2027年上半年還有數億美元訂單待轉化。
Coherent:大額訂單落地,產能鎖定至2028年。Coherent最新季報顯示營收16.9億美元,資料中心與通訊類股同比增長34%,佔總營收72%。公司斬獲了一份來自頭部AI資料中心客戶的“極其巨大”的CPO解決方案訂單,其訂單出貨比已突破4倍,大部分訂單排至2027年,部分延伸至2028年。其CEO用“非凡”形容當前的市場需求。
Tower:矽光晶圓產能預訂到2028年。全球第八大晶圓代工廠Tower的動作更為激進——將矽光和矽鍺平台總投資追加至9.2億美元,計畫到2026年第四季度將矽光晶圓月產能提升至2025年同期的五倍以上。財報披露,截至2028年的矽光總產能中,超過70%已被客戶預訂或正在預訂流程中,且有客戶預付款作為保障。Tower CEO直言:“我們的矽光晶圓廠壓力很大。”
三家核心廠商,分別從器件、模組和晶圓代工三個層面,給出了同一個訊號:CPO不是遠期願景,而是已經轉化為晶圓廠裡排滿的訂單、追不上需求的產能、以及一個接一個追加的投資計畫。
據Yole及產業調研資料,全球Datacom CPO市場規模預計將從2024年的不足7000萬美元,以超過120%的年復合增速飆升至2030年的80億美元。其中,縱向擴容(Scale-Up)場景將佔據近七成份額——這恰恰是輝達GB200 NVL72等萬卡級叢集最核心的頻寬需求切口。
中國光晶片的機會窗口
CPO的產業變局,對中國光晶片企業而言,是一次從“跟跑”到“卡位”的結構性機會。
6月22日,A股CPO概念類股集體大漲。源傑科技(688498.SH)和蘅東光(920045.BJ)漲幅均超過10%,股價雙雙創下歷史新高;仕佳光子(688313.SH)、長芯博創(300548.SZ)、劍橋科技(603083.SH)等個股也表現強勁。資本市場的反應,本質上是產業邏輯的對應。
光晶片是CPO產業鏈中技術壁壘最高的環節之一。在傳統可插拔光模組時代,中國企業在光模組組裝和封裝環節已經佔據全球主要份額,但核心光晶片——尤其是高速雷射器、調製器等高端器件——長期依賴進口。CPO的興起改變了競爭維度:當封裝整合成為核心,光晶片的性能和良率直接決定了CPO方案的可行性,這為中國企業提供了從晶片層面切入高端市場的窗口。
市場普遍認為,源傑科技在高速雷射器領域已實現部分國產替代,仕佳光子則在無源光器件方面具備基礎盤優勢。中際旭創、新易盛、天孚通訊等光模組龍頭也在向CPO方向延伸佈局。但需要看到,CPO對光晶片的要求遠高於傳統方案——更小的尺寸、更高的功率密度、更嚴苛的熱管理條件——國內企業與國際頭部廠商(如Lumentum、Coherent)在高端器件上仍有差距。
瓶頸與變數
方向已經確定,但路徑並不平坦。
技術層面,CPO的製造複雜度遠超傳統光模組。光纖陣列單元(FAU)需要微米級間距控制且高度依賴人工組裝,波導與光纖耦合效率、溫度波動下的波長穩定性等問題尚未完全解決。緊湊封裝導致功率密度飆升,CPO局部溫度可達85℃以上,超過雷射器60℃的耐受極限,熱管理壓力突出。此外,行業缺乏統一標準,不同廠商方案相容性差,進一步制約規模化。
市場層面,CPO高度整合的設計導致維護成本偏高——局部故障需要更換整個交換機,停機時間與營運成本遠超可插拔光模組。供應鏈向半導體廠商集中,也削弱了雲服務提供商的議價能力。同時,傳統光模組迭代並未停止:1.6T已量產,3.2T預計2028年量產,加上LPO、NPO等過渡方案的普及——後者功耗較傳統光模組降低三分之二且相容現有生態——CPO的全面替代節奏被進一步延緩。
業內普遍認為,CPO的全面普及至少還需要3-5年時間。短期內,CPO將率先在橫向擴容(Scale-Out)場景落地,聚焦交換機與機架間連接;長期來看,縱向擴容(Scale-Up)場景才是真正的藍海——當前該場景幾乎100%為電互連,一旦引入光互連,全部是純增量市場。
結語
從VLSI 2026上輝達的矽光報告,到上游晶圓廠排滿到2028年的產能訂單,CPO的產業確定性已經從技術敘事轉化為商業事實。
但真正值得關注的,不是CPO何時全面替代銅纜,而是這場變局背後更深層的邏輯:AI算力的競爭,已經從“誰的晶片更強”轉向“誰的連接更高效”。當光從“管道”變成“心臟”,整個產業鏈的價值分配也將隨之重構——晶圓代工廠、光晶片廠商、封裝廠商的角色和話語權,都將被重新定義。
對中國光晶片企業來說,2026-2028年是關鍵窗口期。窗口的存在不意味著必然的勝出,但至少意味著一次重新上牌桌的機會。 (每日天使)
