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当英伟达把"铜缆"换成光:中国光芯片必须抢这三年?

核心内容总结

AI算力的竞争已从“芯片算力”转向“数据搬运效率”,CPO(共封装光学)作为解决万卡级GPU集群数据传输瓶颈的关键技术,2026年迎来规模化落地元年。上游供应链订单爆满、产能告急,证明其需求已从技术概念变为商业现实;中国光芯片企业借此获得从“组装跟跑”到“芯片卡位”的机会,但也面临高端技术差距和普及挑战。

详细拆解

1. AI算力的“管道危机”:芯片够强,数据却跑不动

AI大模型训练需要上万张GPU协同工作,但芯片之间的数据传输成了最大瓶颈。传统方案用铜缆和可插拔光模块:

  • 铜缆:速度到224Gbps时,传输距离仅2米(连一个机架都跨不出去);
  • 传统光模块:每多一级连接,就有大量能耗浪费在信号转换上,带宽密度和功耗都逼近极限。

形象说,芯片是“发动机”,数据传输是“管道”——发动机再强,管道太窄或漏损太多,整个系统也跑不快。

2. CPO:把“管道工”变成“算力心脏”的革命

CPO的解法很直接:把光引擎(负责光信号处理)和交换芯片(负责数据路由)用先进封装技术“打包”在同一个基板上。核心逻辑是“电短光长”:

  • 高速电信号只在芯片内部毫米级传输(损耗小);
  • 中远距离全用光纤(传输快、损耗低)。

效果碾压传统方案:功耗降40%以上,带宽升3倍,延迟减50%。比如,同样电力能支撑更大规模的GPU集群,光互连从“辅助搬运”变成了“算力基础设施的核心”。

3. 上游供应链用“真金白银”投票:CPO需求已爆发

三家核心厂商的财报数据证明CPO不是“画饼”:

  • Lumentum(光器件龙头):CPO相关晶圆产能售罄,2026Q4营收预计5000万美元,2027年有几亿美元订单待交付;
  • Coherent(光模块厂商):拿到头部AI客户“极其巨大”的订单,订单排到2028年,订单出货比突破4倍;
  • Tower(晶圆代工厂):硅光晶圆产能预订到2028年,70%已被锁定,还追加9.2亿美元投资扩产。

这些数据说明:CPO的需求已从实验室走向工厂,产业链每个环节都在抢产能。

4. 中国光芯片企业的“卡位窗口”:从组装到芯片的突破

传统光模块时代,中国企业擅长组装封装(占全球份额大),但核心光芯片(如高速激光器)依赖进口。CPO改变了竞争规则:

  • CPO要求光芯片更小、功率密度更高、良率更好,光芯片性能直接决定CPO方案是否可行;
  • 国内企业如源杰科技(高速激光器国产替代)、仕佳光子(无源器件)已有进展,光模块龙头(中际旭创、新易盛)也在布局CPO;
  • 但差距仍存在:高端器件(如大功率激光器)与国际龙头(Lumentum、Coherent)还有代差,热管理、封装集成能力待提升。

5. CPO普及的“拦路虎”:3-5年才能全面替代

CPO虽好,但普及还需解决几个问题:

  • 技术瓶颈:光纤耦合需要微米级精度(依赖人工)、温度超过激光器耐受极限(85℃ vs 60℃)、行业无统一标准(不同厂商方案不兼容);
  • 成本问题:CPO集成度高,局部故障要换整个交换机,维护成本比传统光模块高;
  • 传统方案迭代:1.6T光模块已量产,3.2T预计2028年出来,还有LPO等过渡方案(功耗降三分之二且兼容现有设备),延缓了CPO的替代节奏。

业内普遍认为:CPO全面普及至少需要3-5年,短期内先在机架间连接落地,长期最大增量在芯片间的纵向扩容(目前100%用电互连)。

结语

CPO的崛起标志着AI算力竞争进入“连接效率”时代,光互连从“管道”变成“心脏”,产业链价值将重新分配(晶圆厂、光芯片厂商话语权提升)。对中国企业来说,2026-2028年是关键窗口期——抓住机会,就能从“组装大国”升级为“芯片强国”;错过,可能又要落后一个时代。