解析从可插拔光模块到共封装光学的现实路径与产业链机遇
文章系统性地科普了人工智能数据中心(AIDC)背景下光互联技术的演进路径,重点对比了传统可插拔光模块(DPO)与新兴的共封装光学(CPO)技术,并指出近封装光学(NPO,或称Chiplet CPO)是目前技术、商业与产业链协同上最现实可行的方案,将为光通信产业链带来新的增长机遇,尤其对国产算力发展具有战略意义。
Socket是PCB板卡与功能模块间的可拆卸式电气连接核心,在光互联硬件中至关重要。它一端连接PCB电路,另一端固定光模块或芯片模组,保障高速信号低损耗传输,并允许模块插拔更换。在NPO架构中,Socket是将光引擎安装到PCB上的关键装置。
在AI集群中,Scale-up网络承担了张量并行和序列并行的核心使命,流量占比高达97%,而Scale-out仅占3%。因此,Scale-up网络的可靠性对AIDC至关重要,这决定了其技术路线必须稳健,未经大规模验证的技术很难获得云服务提供商(CSPs)的认可。
光互联封装随速率提升持续迭代:从早期的XFP(10G)、CFP8(400G)到主流的QSFP系列(40G-400G+),再到优化散热的OSFP。AIDC的发展催生了更多封装概念:DAC(铜缆)→ DPO(可插拔光模块)→ OBO(在板光模块)→ NPO(近封装光学)→ CPO(共封装光学)。文章强调,没有任何一种封装类型能包打天下,技术选择需与时俱进。
“Co-Packaged Optics”(共封装光学)概念常被混淆。文章厘清了其基于芯片层次化封装(Interposer→Substrate→PCB)衍生的三种版本,按集成度与难度递增排序:
此外,英伟达官方所称的OIO(光学IO)本质仍是CPO,核心区别是通信模式从串行(Serdes)变为数字IO,亦被称为CPO DWDM。
DPO(传统光模块):如QSFP-DD,通过金手指(黄金镀层)插入交换机插槽,是独立可插拔的器件。
NPO(当前主流CPO实现形式):将光引擎通过Socket安装在PCB上,与交换芯片更近。文章展示了英伟达、英特尔、博通、阿里、M公司、工业富联等多家公司的CPO产品,实际均为NPO架构。其中阿里方案被称为“光铜一体”。
NPO光引擎结构:内部是一块PCBA母版,各PIC(光子集成电路)、EIC(电集成电路)采用flip-chip(倒装焊)工艺集成,再通过Socket与PCB底部连接。
“从过去两年的实际情况看,Chiplet板的CPO(NPO)似乎是一种现实可行的路线,既能解决实际问题,大家又都有饭吃...如果死磕纯CPO,产生营收会很艰难...而NPO来了,能快速上量,无论是设备、器件还是模块,都能端上金饭碗。”
文章认为NPO的兴起将为光通信产业链多个环节带来机会,并列举了具体公司:
文章强调,其内容不构成投资建议,仅基于公开信息整理分析。