拆解 | CPO 量产元年：铜互连撞上物理墙，瓶颈却不在物理
一条 60 毫米的低损耗铜线，在 224G 速率下会衰减 18 到 20 分贝，可用距离塌缩到几十毫米。这条物理数字，把 CPO（共封装光学）从英伟达路线图里的一项，逼成了 2026 年必须量产的现实。
2026 年被行业称为 CPO 量产元年。英伟达的 Spectrum-X 光子交换机已经量产，博通的 Bailly 交换机小批量出货。但「CPO 来了」是句空话；本文想拆的是两件更扎手的事：英伟达为什么一边推 CPO、一边还在给可插拔光模块续命；CPO 真正的瓶颈，为什么不在物理，而在光引擎良率和台积电的封装产能。
铜为什么在 224G 撞墙
电信号走铜线，损耗随频率上升。224G 单通道用 PAM4 调制，奈奎斯特频率顶到 56GHz，这个频段下介质损耗和趋肤效应一起放大。
OIF 的 CEI-112G-XSR 规范里，112G 这代还有三个档位可选：片上 5dB、ASIC 到光引擎的 XSR 8 到 10dB、面板插座 11 到 16dB。这个阶梯说明，112G 时代铜还能靠缩短走线加均衡硬扛。
到了 224G，同样 60 毫米的走线，损耗从 10dB 涨到 18 到 20dB，可用距离只剩几十毫米。SerDes 要恢复这 20dB，得堆更多均衡、更高 ADC 采样率、更多 DSP 功耗，每 bit 的电能开销跟着涨。到 448G，一英寸的顶级介质就吃掉 10dB 损耗，铜直接被判了死刑。
上图：铜互连在 224G 之后触达物理墙，推动光引擎从面板搬进封装的逻辑链。
功耗账同样难看。硅光调制器输出级 112G 开关键控做到约 0.40 pJ/bit，224G PAM4 约 0.54 pJ/bit。一旦算上激光，相干方案每 bit 跳到约 2 pJ/bit。激光本身就是大头，有测算认为激光功率能占网络功耗七成以上，O 波段和 C 波段激光的电光转换效率最好也只有约 10%。
这组数字的结论是：光的省电优势不在芯片调制器上，而在省掉那一长段铜走线和面板插座上的重复光电转换。把光引擎搬到封装边上，电信号只跑几个毫米，这才是 CPO 省电的真正来源。
CPO 改了什么
可插拔光模块的链路是：ASIC 的电信号走长 PCB 走线，穿过面板插座，进热插拔光模块，在模块内部做光电转换，再进光纤。
CPO 把后半段拆掉重排：光引擎直接贴在 ASIC 同一个封装基板上，电信号只走几毫米，光在封装边缘直接耦合进光纤阵列。
上图：可插拔与 CPO 两条链路的对比，CPO 把光电转换从面板搬到封装边缘，激光独立到外部。
三个子部件撑起这套架构：光引擎（调制器加探测器加驱动芯片组）、硅光 PIC、外部激光源 ELS。激光被踢出封装是 CPO 最反直觉的一步，芯片封装工作温度能到 100 摄氏度以上，激光器在高温下效率和寿命都掉得快，所以行业把连续波激光独立成小型可插拔模块 ELSFP，单独散热、坏了单独换，OIF 已经把它写成了标准。
| 维度 | 可插拔（QSFP-DD/OSFP） | CPO 共封装 |
|---|---|---|
| 光电转换位置 | 面板热插拔模块内 | 封装边缘，永久附着 |
| 电链路长度 | 长 PCB 走线加插座 | 片上或 XSR 毫米级 |
| 可维护性 | 单模块热插拔 | 换整机，或只换 ELS |
| 带宽密度 | 基准 | 约 4 倍 |
| 主要瓶颈 | 功耗、面板密度 | 光引擎良率、光纤耦合 |
这张表藏着 CPO 最难受的一点：可插拔模块坏了随手拔换，CPO 坏了要换整块交换机或整台服务器。可维护性这个账，是 CPO 迟迟没有全面铺开的组织性原因，不是技术性原因。
英伟达为什么两头下注
英伟达在光互联上的动作单看很矛盾：一边和思科推 USFP 可插拔模块，一边把 Spectrum-X 光子交换机 CPO 化量产。
USFP 本质还是可插拔，只是把单通道从 200G 提到 400G，一个模块 16 个全双工通道约 6.4Tb/s，可扩到 32 通道约 12.8Tb/s，带宽密度约 4 倍、能效约 1.3 倍。它延续的是可插拔这条路的寿命。
上图：TrendForce 报道页原图，2026-10-13，NVIDIA 与思科在 OCP 峰会上联合发布的 USFP 可插拔光模块，来源：trendforce.com
另一条路是 CPO。英伟达的 Spectrum-X 以太网光子交换机进入全面量产，交换容量 400Tb/s，和台积电在 COUPE 平台上联合开发。据 NVIDIA 官方口径，集中式外部激光源把激光数量砍到约四分之一、功耗降到约五分之一、平均无故障时间提升约十倍。
上图：英伟达的光互联双轨，USFP 与 CPO 分走可插拔与共封装两条路线。
最重的一注押在 NVLink 超节点上。SemiAnalysis 的拆解显示，NVL576 把 8 个 NVLink 机架、每个 72 颗 Rubin Ultra，拼成一个 576 颗 GPU 的 NVLink 域，机架内走铜、机架间走光。这个规模下铜的物理墙最先顶不住，光必须上封装。
耐人寻味的是 Rubin Ultra 本身的规格回撤：HBM4 从 12 层 288GB 降到 8 层 192GB，从 4 die 降成 2 die，功耗约 1800W。英伟达把价值从单颗 GPU 的暴力算力，挪到了 NVL576 规模的互联上，而互联的主角正是光。
两头下注的逻辑就清楚了：USFP 兜住当下可插拔市场的可维护性和生态惯性，CPO 押注超节点这个只有光能打通的终局。这不是摇摆，是两条腿踩在两个不同的时间尺度上。
瓶颈不在物理，在良率和封装
物理上 CPO 已经跑通，真正卡住的是制造。
台积电的 COUPE（Compact Universal Photonic Engine）把硅光 PIC 和 ASIC 共封装在一起，是当前 CPO 的枢纽平台。问题在于 COUPE 用的是 2.5D/3D 先进封装产能，而这块产能同时在被 AI 芯片抢。TrendForce 明确指出，光引擎良率和先进封装产能，是 CPO 扩产的两大瓶颈。
光引擎本身就是良率黑洞：调制器、探测器、激光要集成、对准、耦合，光纤阵列要对到微米级，任何一环掉一点，整颗芯片就废了。上游卡脖子更细，SOI 衬底被 Soitec 垄断、国产化率不到一成，ABF 载板膜九成五在味之素手里，高端光芯片国产化率不到两成。
中国公司卡的位置值得单独说。国产光模块厂拿了全球约七成出货量、约九成 800G/1.6T 产能，中际旭创、新易盛是可插拔时代的赢家。但往 CPO 走，故事变了：天孚通信被传是英伟达 CPO 交换机光引擎的核心供应商，这是机构口径、还没落到公司财报上；光迅科技在 OFC 2026 拿出全球首款 3.2T 硅光单模 NPO 模块，属于近封装而非全 CPO。
这里要区分两个国产：光模块组装国产是强的，光引擎、激光、PIC、衬底国产是弱的。CPO 把价值从组装向引擎加封装迁移，等于把国产光模块厂最强的环节往下压，最弱的环节往上抬。
两套数字，一个分歧
市场预测出现了明显分叉，而且分叉的方向很有意思：越接近物理的人越谨慎，越接近资本的人越激进。
LightCounting 是激进派：CPO 端口出货量从 2023 年的 5 万涨到 2027 年的 900 万，2027 年 CPO 要占约三成端口份额。集微咨询的开关侧口径类似，2027 年数据中心交换机 CPO 渗透率约三成。
TrendForce 是谨慎派：CPO/NPO 市场从 2025 年约 1 亿美元涨到 2030 年 390 亿美元以上，年复合增速 218.7%，但渗透率到 2030 年才到约 35%。Yole 更保守，数据中心 CPO 从 2024 年 6700 万美元涨到 2030 年 80 亿美元。
上图：CPO 渗透率的两套预测，集微咨询在 2027 年给出激进值，TrendForce 则把主力放到 2030 年，数据来源见图中标注。
同一批事实，两个数字。差别的根源是统计口径：LightCounting 数的是端口和交换机台数，TrendForce 数的是 AI 数据中心全部光模块这个更大的分母。分母越大，渗透率爬得越慢。
SemiAnalysis 的态度值得单独记一笔：它提示 CPO 的大规模商用可能滑到 2028 到 2029 年，NVL576 可能延期或先小规模试点。这跟 2027 年三成端口的激进判断直接打架。
收束
把线索收拢，我判断 CPO 是物理决定的终局，不是选项。224G 之后铜的物理墙是硬的，448G 之后光上封装没有回头路，这一层没有悬念，只是时间问题。
英伟达的双轨是这轮最聪明的打法。它用 USFP 保住可插拔市场的现金流和可维护性，用 Spectrum-X 和 NVL576 抢 CPO 的量产先手，两条腿踩在两个时间尺度上，让对手无论押哪一边都难受。
真正的胜负手在台积电 COUPE 的产能和光引擎良率，不在任何一家芯片设计公司。谁拿到更多先进封装产能，谁就能在 CPO 上多跑一步。这也是我把 2027 年三成端口这种激进数字打个折的原因，我预判 2028 到 2029 年才是大规模铺开的窗口。
对国产光模块厂，我的判断更冷一点：可插拔时代的份额优势，在 CPO 时代未必平移得过去。价值从组装向引擎、激光、衬底迁移，恰好在它们最弱的环节。天孚通信能不能坐实英伟达光引擎核心供应商，是接下来最值得盯的一条线索，但目前只有机构口径，先不下结论。
参考来源
- NVIDIA 官方公告：Spectrum-X 以太网光子交换机量产（2026-08）
- TrendForce：NVIDIA、Cisco Target 4× Bandwidth Density With 400G USFP Optical Module（2026-10-13）
- TrendForce：NVIDIA、Broadcom CPO 交换机小量出货，光引擎良率、先进封装产能成扩产瓶颈
- LightCounting：Silicon Photonics, Linear Drive Pluggable and CPO（2025-05）
- OIF：Co-Packaging Panel，CEI-112G-XSR 与 ELSFP 规范
- arXiv:2507.12452，1.024 Tb/s 硅光接收机 <0.38 pJ/bit
每日更新。数据来源：NVIDIA、OIF 官方口径与 TrendForce、LightCounting、SemiAnalysis 交叉验证，分析仅代表个人判断。 觉得有收获，点个在看，或转发给同样在盯 AI 光互联的人。
