**行业与公司** * **行业**：协同封装光学（CPO）技术、先进封装、高速网络设备（交换机）[1] * **核心公司**：英伟达（NVIDIA）[1][3] * **供应链相关公司**：台积电（TSMC，2330 TT）、天孚通信（300394 CH）、康宁（Corning，GLW US）、千住（Senko）、富士康精密（Fabrinet，FN US）、安靠（Amkor，AMKR US）、景硕（Unimicron，3037 TT）、T&S Communications（300570 CH）、Lumentum（LITE US）[35][36] **核心观点与论据** * **英伟达CPO产品路线图**：公司首款量产CPO产品并非CPO机架系统，而是计划于2025年第三季度开始量产的Quantum 3400 X800 InfiniBand交换机的CPO版本[8][11]。其传统可插拔光模块版本将于2024年底量产[10]。后续计划在2026年推出Spectrum 5 X800以太网交换机的CPO版本[11][12]。 * **CPO技术驱动因素**：随着SerDes速率提升，传统可插拔光模块方案因铜通道和传输距离导致信号损耗增加[4]。CPO通过将光引擎与计算/交换芯片封装在一起，减少损耗、节省空间并提高集成密度[4][5][29]。 * **首款CPO交换机产品细节**： * **产品型号**：Quantum 3400 X800 IB 交换机（代号：Taipan）的CPO版本[11][18]。 * **关键规格**：4U高度，144个800G MPO端口，总交换容量115.2T，采用全液冷系统[14][15][18]。 * **内部架构**：采用四个28.8T交换芯片（代号：Gigoran），每个芯片采用Chiplet设计（由6个小芯片组成），整个封装尺寸为120mm x 120mm[18][19][20]。采用多平面拓扑架构，数据由CX8网卡分割后经四个独立交换平面处理，无需芯片间直接通信[21][22][23][24]。 * **光学集成**：每个28.8T交换芯片周围布置18个1.6T光引擎（代号：Sagitta），通过光纤阵列单元（FAU）连接光纤[18][19][20]。共使用72个1.6T光引擎和72个16通道FAU[32][36]。 * **外部光源**：面板配备18个外置可插拔激光光源模块（ELS），内含连续波激光芯片[14][15][38]。 * **技术演进方向**：当前CPO方案将交换芯片和光引擎封装在同一基板上；下一代计划将两者置于同一中介板上，实现晶圆级CPO（CoW）[25][27]。 * **关键组件供应商与内容价值估算（以单台Quantum 3400 CPO交换机计）**： * **交换芯片**：4个28.8T芯片，单价约$3,000，总计$12,000[36]。 * **光引擎**：72个1.6T光引擎，单价约$500，总计$36,000[36]。封装由Fabrinet负责[35]。 * **FAU（光纤阵列单元）**：72个16通道FAU，单价约$50，总计$3,600[36]。初期装配由天孚通信负责[35]。 * **MPO连接器与光纤**：144套，单价约$50，总计$7,200[36]。由康宁独家供应，T&S Communications分包[36]。 * **Shuffle Box（光纤重排盒）**：16插槽大型分光箱，价值约$3,000[36][38]。由T&S Communications独家供应[36]。 * **ELS模块**：18个，单价约$1,000，总计$18,000[38]。模块组装由Fabrinet和ONET负责[36]。 * **CW激光芯片**：每个ELS模块使用8颗300mW CWDFB芯片，单价约$30，单台交换机芯片总价值$4,320[38]。由Lumentum独家供应[36]。 * **封装与基板**：EIC和PIC封装采用混合键合工艺，由台积电独家完成[35]；交换机芯片+光引擎封装初期由安靠负责，后续转由台积电负责；封装基板由景硕独家供应[36]。 **其他重要信息** * **市场误解澄清**：需注意英伟达即将发布的首款CPO产品是交换机，而非更受期待的CPO机架系统[8]。 * **产品开发状态**：Quantum 3400 X800 IB交换机的CPO版本开发始于2023年底，并已向客户演示，市场推出确定性较高[11]。 * **供应链动态**：不同产品线（InfiniBand vs. 以太网交换机）的供应商存在差异，例如FAU和光引擎插座，在Spectrum 5/6以太网交换机上将引入康宁和千住作为供应商[35]。

文章核心观点 随着SerDes传输速率提升，传统可插拔光模块方案信号损耗增大，CPO技术可实现高速光模块小型化、降低信号传输损耗和功耗等，满足现代高速通信需求，未来将成主流方案，台积电、英伟达、博通等企业在CPO领域有重要进展和布局 [3] 行业背景 - SerDes传输速率提升，传统可插拔光模块通过多个铜线通道且距离长，信号损耗大，200Gbps及以上时损耗显著增大 [3] - 传统可插拔光模块向1.6T级别演进有热管理与带宽瓶颈，行业对更高效、更低延迟互联解决方案需求迫切 [4] 技术概念 - CPO是将光模组集成为光引擎并与计算芯片封装在一起的概念，可实现高速光模块小型化和微型化，减小芯片封装面积，提高系统集成度 [3] - CPO能实现从CPU和GPU到各种设备直接连接，实现资源池化和内存分解，减少光器件和电路板连接长度，降低信号传输损耗和功耗，提高通信速度和质量 [3] 市场预测 - Yole预计2027年3.2T时代板载封装（OBO）和CPO会成主流，2030年6.4T时代CPO将成主流方案 [3] 企业动态 台积电 - 2024年底宣布在硅光子领域取得重要突破，开始量产共封装光学（CPO）模块，首批客户预计包括Nvidia与Broadcom [4] - 自主研发的3D光学引擎（3D Optical Engine, OE）技术——COUPE已具备量产能力，采用SoIC - X封装工艺，实现电信号与光信号高效转化 [5] - 2025年推出采用COUPE技术的1.6T带宽可插拔光模块，2026年实现CPO与交换机芯片高度集成，CPO方案预计功耗降低50%、延迟降低90% [5] - 计划将COUPE技术集成到CoWoS封装技术中，与先进芯片更紧密集成 [5] 英伟达 - 最新产品线路图显示，3Q25推出CPO版本的Quantum 3400 X800 IB交换机，26年推出CPO版本的Spectrum4 Ultra X800以太网交换机 [6] - IB交换机有144个MPO光接口（单通道800G），支持36个3.2T CPO，内部有4个28.8T的交换芯片（总共115.2T交换能力），芯片间采用多平面技术 [6] 博通 - 2024年OFC上展示带有CPO的51.2T交换机系统，配备8个单独光引擎，每个光引擎速率为6.4T（每引擎支持64个100Gbps的FR4接口） [6] - 光引擎由光子集成电路（PIC）与CMOS电子集成电路（EIC）键合而成，每个光引擎内集成约1000个光学组件 [6] - 使用Bailly CPO后，光学互连功耗显著降低，比传统可插拔方案最多节约约70%功耗，51T交换机箱使用CPO方案总功耗为1334瓦，相比Pluggable LPO方案节省约271W，与带DSP的可插拔模块方案相比节约超600W [7] - 扩展至包含32k个GPU的集群规模，使用Bailly CPO技术整体功耗节约超1MW [8]