文章核心观点 - 人工智能基础设施的瓶颈正从计算（GPU）转向连接（互连网络），光互连技术，特别是共封装光学（CPO），是解决未来大规模AI集群通信瓶颈的关键，并将引发供应链的结构性变革和价值重估 [1][2] 光互连市场趋势与规模 - 全球光模块市场规模在2024年翻倍，达到154亿美元，2025年增长55%至238亿美元 [4] - AI光收发器市场规模预计从2025年的165亿美元跃升至2026年的260亿美元，同比增长57% [4] - 乐观预测显示，到2030年光互连市场总额将超过1100亿美元，高盛更激进预测其规模将从2025年的150亿美元增长至2028年的1540亿美元，增长9倍 [4] - 2025年前9个月，五大云服务提供商资本支出总额超过3000亿美元，创历史新高，大部分资金流入AI基础设施 [4] - 光模块需求一度超过供应2倍以上，关键组件如EML激光器、CW激光器和硅光子代工产能均严重短缺 [4] 铜互连的局限与光互连的优势 - 铜缆在AI数据中心面临三大挑战：物理带宽已达极限、信号在几米后衰减、功耗可能超过数据中心总能耗的30% [5] - 光纤优势：单根光纤带宽是铜缆数十倍，结合波分复用技术可再增数倍；传输距离可达数公里无性能下降；功耗极低 [6][7] - AI数据中心需求受双重驱动：数据中心规模扩张和“光取代铜”渗透率提高，导致AI集群所需光纤数量是传统云架构的10到100倍 [6] 共封装光学（CPO）技术解析 - CPO核心是将光器件从服务器背面移到芯片（如GPU或交换芯片）封装内部，将电光转换距离从几十厘米缩短到几毫米 [7][8] - CPO颠覆了传统可插拔光模块的产品形态，将其解构：硅光子集成电路（PIC）被封装进芯片，外部激光光源（ELS）独立存在，DSP被简化或移除 [10][11][12] - CPO催生两大核心新器件：硅光子集成电路（PIC）和外部激光光源（ELS） [13][14] 核心器件与供应链瓶颈 - **硅光子集成电路（PIC）**：使用特殊的SOI（绝缘体上硅）衬底，法国Soitec公司占据该衬底市场近95%份额 [15][16] - **硅光子代工**：市场份额最高的是Tower Semiconductor，而非台积电，硅光子代工是其强项 [16] - **外部激光光源（ELS）**：必须由磷化铟（InP）等化合物半导体材料制成，因其发热量大和寿命有限，需设计为外置可插拔单元 [16] - **工艺不匹配**：主要激光器制造商（如Lumentum, Coherent）产能被用于生产传统可插拔光模块所需的EML激光器，并被英伟达锁定订单至2027-2028年，而CPO需要更简单的CW激光器，生产线无法直接切换，导致供应紧张 [17][18] - 光互连供应链分工细致，分为六个层级：平台架构师、光学元件和模块、连接集成电路、晶圆代工和制造、测试和高级封装、上游材料 [29][30] - 供应链存在两个独立工艺生态系统：硅基DSP芯片（台积电制造）与化合物半导体光芯片（Lumentum、Coherent等生产），专业知识不重叠 [30][31] CPO发展驱动力与时间点 - 英伟达下一代GPU平台（Rubin和Feynman）的架构演进是CPO爆发的关键驱动力，将CPO从可选变为强制，光线逐步从“机架到机架”靠近至“GPU到GPU” [23][26] - 行业参与者如博通已在2025年10月向客户交付CPO产品，商业化领先于英伟达 [24] - 客户认可至关重要：Meta在2026年OFC展会上证明CPO比可插拔式更可靠、更便宜、更节能；英伟达将CPO写入Rubin平台参考架构 [25][26] - CPO市场预计从2026年的1.6亿美元爆发式增长至高盛预测的2028年910亿美元 [2][25] 光学演化三个阶段 - **第一阶段**：可插拔光模块（当前主流），规格正从800G向1.6T、3.2T快速过渡 [24] - **第二阶段**：近封装光学（NPO，2026年下半年），将光模块移至交换机内部靠近交换芯片 [26] - **第三阶段**：共封装光学（CPO，2026-2028年产能爬坡），将光学元件置入芯片封装内部 [26] - 三个阶段相互叠加而非替代，CPO主要用于超级节点内部及GPU间超高密度互连，可插拔模块仍用于机架间及数据中心间连接 [26]