CPO(共封装光学器件)
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CPO真的要来了
半导体行业观察· 2025-10-18 08:48
博通CPO技术演进与性能优势 - 博通在光通信领域拥有深厚专业知识,其技术传承可追溯至惠普、安捷伦科技、AT&T贝尔实验室及杰尔系统,并通过2016年以370亿美元收购博通交换机ASIC业务强化布局 [2] - 公司认为CPO技术可提升交换机可靠性、降低数据中心网络功耗与成本,并计划通过光学中介层等方案增强计算引擎,实现更灵活的机架设计 [3] - 第三代CPO附加组件基于Tomahawk系列以太网交换机ASIC,第二代Bailly CPO技术已获大规模部署,Meta Platforms等超大规模厂商参与测试 [3] CPO交换机ASIC技术路线图 - 第一代Humboldt CPO交换机芯片于2021年发布,基于25.6 Tb/秒的Tomahawk 4 ASIC,其800 Gb/秒端口功耗约6.4瓦,较传统可插拔光学器件(16-18瓦)降低64%-70% [5] - 第二代Bailly CPO交换机ASIC基于51.2 Tb/秒的Tomahawk 5芯片,2023年发货,采用8个6.4 Tb/秒光学引擎,800 Gb/秒端口功耗5.5瓦,较第一代降低14.1%,并支持可拆卸激光器现场更换 [8][9] - 第三代Davisson CPO设备基于102.4 Tb/秒的Tomahawk 6 ASIC,800 Gb/秒端口功耗约3.5瓦,较Tomahawk 5 CPO端口降低36.4%,较可插拔光模块降低70%以上,激光模块可现场更换且远离热源 [9][10] CPO可靠性测试与实际应用数据 - Bailly CPO交换机通过12万小时高压加速寿命测试,涉及70套系统,包括27套机架单元系统和43套夹层卡系统 [11] - Meta Platforms测试Bailly CPO交换机达100万设备小时,未出现链路抖动或不可纠正码字,光链路平均故障间隔时间可支持2.4万GPU AI集群实现90%以上训练效率 [13][15][16] - CPO技术将10万个XPU集群的光模块功耗从可插拔方案的192兆瓦降至42兆瓦,仅为XPU总功耗的10.5%,五年电费成本从14.4亿美元降至3.15亿美元 [18][19] CPO与替代技术对比 - 每100 Gb/秒通道功耗方面,CPO较可插拔光模块降低65%,较线性驱动可插拔光学降低35% [16][18] - CPO故障率较可插拔光学器件低5倍,实验室压力测试条件比实际数据中心更严苛,但未出现故障 [21][23] - 可插拔光学器件平均故障间隔时间基于实际数据中心数据,而CPO采用实验室压力故障率,Meta测试中未观察到CPO故障 [23] 产业链合作与未来应用前景 - Davisson CPO采用紧凑型通用光子引擎封装技术,与台积电合作开发,封装尺寸约120毫米×120毫米,集成16个6.4 Gb/秒光学引擎 [10] - 康宁提供光纤线束和电缆组件,台积电与硅品负责封装,Micas Networks、Celestica等合作伙伴参与Bailly及Davisson CPO交换机开发 [25] - 博通可能推出Tomahawk Ultra交换机ASIC的CPO版本,用于AI集群扩展网络,未来CPO技术或扩展至加速器、内存条等组件以优化连接与功耗 [25]
CPO,重要里程碑
半导体行业观察· 2025-10-14 09:01
博通CPO技术产品进展 - 博通宣布其第三代共封装光纤以太网交换机Tomahawk 6 - Davisson产品上市,该产品可提供102.4 Tb/s的带宽 [1] - 新交换机型号为BCM78919,集成16个博通6.4Tbps Davisson DR光学引擎和64个Condor 3nm SerDes核心,每个核心集成8个212.5 Gb/s PAM4 SerDes [15][17] - 与Meta的合作测试显示,博通CPO技术累计实现100万小时400G等效端口设备“无抖动”运行,验证了平台的成熟度和可靠性 [1] - 公司正在研发第四代CPO技术,目标每通道传输速度达400G [23] CPO技术优势与原理 - 在AI集群中,交换机迁移至机架末端导致服务器与交换机距离延长,铜缆在800 Gb/s速度下不切实际,需转向光纤连接 [2] - 传统可插拔光模块存在严重电损耗,在200 Gb/s通道上损耗高达22分贝,每端口功耗达30W [4] - CPO技术将光转换引擎与交换机ASIC并排嵌入,电损耗降低至4分贝,每端口功耗降至9W,省去众多故障组件 [6] - 博通指出CPO通过将光学器件通过单个基板接口放置在任何ASIC旁边,提供最高集成度、最低路径损耗和最低功耗 [8] CPO性能提升与客户效益 - 博通Tomahawk 5 Bailly芯片速度达51.2Tbps,能以5.5W功耗支持800Gbps流量,而前代Tomahawk 4平台在800Gbps链路上功耗约6.4W [10][14] - 博通TH6-Davisson交换机因无需在封装和光模块间传输高速信号,功耗降低约70% [15] - Meta测试数据显示,使用CPO技术可使AI训练效率提高90%,并节省65%成本,可维护性故障率比可插拔产品降低5倍 [19][23] 行业竞争格局与发展趋势 - 英伟达声称通过将光学引擎直接集成到交换机芯片,与可插拔模块相比,CPO功率效率提高3.5倍,信号完整性提高64倍,弹性提高10倍,部署速度提高约30% [8] - 英伟达计划在2026年初推出基于CPO的Quantum-X InfiniBand交换机,提供115 Tb/s吞吐量,支持144个800 Gb/s端口 [24] - 英伟达计划于2026年下半年通过Spectrum-X Photonics平台将CPO引入以太网,SN6810提供102.4 Tb/s带宽,SN6800可扩展至409.6 Tb/s [24][25] - 台积电COUPE平台发展分为三个阶段,第一代提供1.6 Tb/s,第二代目标6.4 Tb/s,第三代目标12.8 Tb/s,以进一步降低功耗和延迟 [26] CPO技术定位与前景 - 共封装光学器件被视为下一代超大规模数据中心支持AI和云基础设施的阶跃式创新 [1][20] - 博通高管认为CPO生态系统日臻成熟,行业投资呈现非常积极的势头 [23] - 英伟达强调共封装光学器件是未来AI数据中心的结构性要求,而非可选增强功能 [25]
通信行业周报:Marvell上调数据中心TAM,定制计算需求高增-20250625
国元证券· 2025-06-25 16:13
报告行业投资评级 - 给予通信行业“推荐”评级 [2] 报告的核心观点 - 考虑通信行业高景气度延续,AI、5.5G及卫星通信持续推动行业发展,给予通信行业“推荐”评级;数据中心所需基础硬件需求持续上调,强化数据中心硬件市场扩张节奏预期,互连硬件海外需求可映射至国内通信器件供应商,当前进入中报业绩披露期,推荐关注具业绩确定性的海外硬件链 [2][3] 根据相关目录分别进行总结 周行情 - 行业指数方面,本周(2025.6.16 - 2025.6.20)上证综指回调0.51%,深证成指回调1.16%,创业板指回调1.66%,申万通信上涨1.58% [2][10] - 细分板块方面,本周通信板块三级子行业中,通信网络设备及器件上涨幅度最高,涨幅为3.99%,通信工程及服务回调幅度最高,跌幅为3.58%,各细分板块主要呈回调趋势 [2][13] - 个股涨幅方面,本周通信板块上涨、下跌和走平的个股数量占比分别为33.33%、53.17%和13.49%,涨幅前三为楚天龙(36.59%)、东信和平(29.68%)、恒宝股份(20.99%) [15] 本周通信板块新闻(2025.6.15 - 2025.6.21) - LightCounting:800G光模块带动市场增长,本季度光模块销售额将环比增长10%,大部分增长来自800G以太网光模块,400G以太网光模块销售预计下降,400G和800G有源光缆销售保持强劲,Q2部分光模块反弹推动市场走强,但电信市场预计无显著复苏,2025年Q1前15大电信服务提供商收入同比持平,资本支出同比下降5% [17] - YOLE:AI撬动81亿美元CPO市场,AI发展推动CPO广泛应用,CPO在横向和纵向扩展网络中优势明显,初期部署先聚焦纵向扩展网络再向横向扩展,2024年CPO市场价值4600万美元,预计到2030年达81亿美元,复合年增长率137% [20][22] - Q1蜂窝物联网模组出货量同比增长16%,中国厂商处于全球主导地位,2025年Q1全球蜂窝物联网模组出货量同比增长16%,主要得益于印度、中国及拉美市场需求,移远通信、中国移动与广和通合计占全球模组出货量半数以上份额,厂商承受价格压力,部分企业转向高利润领域,5G RedCap初期部署,未来经济型5G RedCap模组有望在中国市场强劲增长 [24][25] - 基于CloudMatrix 384超节点云服务训练,华为云发布盘古大模型5.5,华为云新一代昇腾AI云服务基于CloudMatrix 384超节点,性能提升,已为超1300家客户提供算力;盘古大模型5.5五大基础模型全面升级,在各领域应用效果提升 [27][30] 本周及下周通信板块公司重点公告 - 本周通信板块公司重点公告(2025.6.14 - 2025.6.21),东山精密拟通过全资子公司香港超毅以现金方式收购索尔思光电100%股份,投资金额合计不超过人民币59.35亿元,交易完成后索尔思光电将成其全资子公司 [33] - 下周通信板块公司重点公告(2025.6.22 - 2025.6.28),亿联网络2025年6月24日有股权激励一般股份限售解禁 [34]