AI工廠倡導者英偉達(NVDA.US)在炒熱AI算力概念后,能否扛起CPO(Co-packaged Optics,共封裝光學)產業鏈的大旗?
近日,英偉達股價大漲,重奪全球市值第一頭銜,同時帶火了A股CPO概念股,國內光模塊三巨頭中際旭創(300308.SZ)、新易盛(300502.SZ)和天孚通信(300394.SZ)股價紛紛上漲。
《中國經營報》記者注意到,英偉達在今年GTC(英偉達GPU技術大會)上展示出光電一體封裝的CPO交換機后,CPO越來越多地受到關注。事實上,CPO并非新概念,博通、思科等廠商均有布局,但未能做大生態做強細分領域。憑借強大的生態和市場號召力,英偉達的入局有望改變CPO的發展節奏。
市場調研機構Yole發布的2025年數據中心共封裝光學市場預測報告指出,英偉達的CPO技術正推動AI數據中心變革,預計CPO市場規模將從2024年的4600萬美元飆升至2030年的81億美元,年復合增長率高達137%。
“CPO大規模量產不存在不可突破的技術瓶頸,量產所需關鍵技術已就緒或處于可控演進路徑中。”光電混合算力公司曦智科技聯合創始人、首席技術官孟懷宇告訴記者,當前量產制約因素主要有成本、供應鏈成熟度、產業生態及市場接受度。
而從過往經驗來看,英偉達股價的大幅上漲往往會提升市場對光模塊的需求預期,進而帶動A股CPO概念股股價沖高。記者注意到,近日,博通表示新一代Tomahawk6交換芯片已開始交付,目前客戶需求十分旺盛,此次Tomahawk6也推出了CPO版本,有望推動CPO方案走向成熟。
不過,在孟懷宇看來,雖然國內外均未形成真正的CPO生態,但海外市場對CPO及生態建設企業已展現出更高熱情,國內市場參與度尚待提升。
量產所需關鍵技術已就緒
根據英偉達的介紹,英偉達的CPO技術將插拔式的光模塊替換為與ASIC一體化封裝的硅光器件,與傳統網絡相比,可將現有能效提高3.5倍,網絡可靠性提高10倍,部署時間縮短1.3倍。
在GTC 2025上,英偉達推出采用CPO技術的、面向InfiniBand和Ethernet(以太網)的硅光子網絡交換機Quantum-X Photonics與Spectrum-X Photonics,其中Quantum-X系列計劃于2025年量產,首先部署在英偉達自有AI集群中,用于測試和完善CPO在高密度AI系統中的集成與性能表現,Spectrum-X預計2026年上市,其性能目標是將以太網帶寬與低延遲水平提升至InfiniBand標準,適配主流云服務商的開放架構,是行業規模化應用的關鍵推手。
通過將電子電路與光通信技術深度融合,助力AI工廠連接跨地域的數百萬GPU集群。
據英偉達測算,CPO技術可降低40MW的功耗,并提高AI計算集群的網絡傳輸效率,為未來超大規模AI數據中心建設奠定基礎。
其實,CPO過去幾年一直處于“雷聲大雨點小”的發展狀態,雖有博通、思科等廠商布局,但缺乏實際落地與行業牽引。英偉達的切入,不僅加快了CPO技術的落地,也改變了CPO從“概念技術”到“關鍵基礎設施”的產業認知。
英偉達為何說CPO技術是為Agentic AI準備的網絡解決方案?對此,資深產業分析師黃燁鋒表示,英偉達在AI上的優勢絕不單在GPU芯片,也不只在CUDA生態,更不是依靠一兩個優勢來推動性能提升的。
在黃燁鋒看來,英偉達除了增強GPU芯片die(裸片,即芯片未封裝之前的狀態)性能之外,還在“縱向擴展”(Scale Up)與“橫向擴張”(Scale Out)兩個方面來擴展性能。
“如果說擴大NVLink域是Scale up(縱向擴展),那么當數據中心、計算集群尋求更進一步的算力擴展,自然就涉及Scale out(橫向擴展)了。而所謂的Scale out主要相關的就是NVIDIA的networking產品,無論是DPU(數據處理器)、NIC(網絡加速器),還是Spectrum或Quantum交換機——他們要做的,就是把更多芯片、服務器連起來。”黃燁鋒表示。
“CPO技術與傳統光模塊最大的差別在于硅光芯片的引入。因此,如何將光纖的光信號與硅光芯片順利地傳導通訊,這類的耦光制程仍是現階段較大的技術挑戰,這也是影響硅光模塊良率的因素之一。”研究機構TrendForce集邦咨詢分析師儲于超表示。
孟懷宇則表示,CPO量產所需關鍵技術已就緒或處于可控演進路徑,“從光子集成、激光源集成、封裝到測試驗證,各項核心技術在實驗室和試產中均已具備成熟或可演進方案”。
國內CPO領域更具后發優勢
不過,儲于超還表示,硅光芯片的數據傳輸速度較高,且功耗較小,因此,為了更高速的傳輸需求考量,“即便短期良率不高,也需要投入大量資源嘗試改善,才有方法應對下一世代的數據傳輸需求”。
這或許是對當前CPO全球產業生態還不夠完善的一種委婉表達。對此,孟懷宇也認為,國內外均未形成真正的CPO生態。
“生態成熟的標志并非巨頭發布或單點突破,而在于全鏈路的無縫協作與開放普惠。”他指出,生態的成熟有以下表現:一是技術閉環,實現光封裝/零部件、IP、晶圓代工、光電一體化設計平臺與終端用戶的全鏈協同;二是標準統一性;三是成本平衡性;四是應用普及度。
目前,英偉達已聯合上下游合作伙伴共同構建CPO生態,包括臺積電提供先進封裝,Lumentum、Coherent、康寧等提供光纖和光模塊,鴻海負責大規模組裝,矽品提供半導體封裝測試。
“博通、英偉達等巨頭已發布產品,Lightmatter、Ayar Labs、Celestial AI等創業公司活躍推進,不僅企業融資規模和估值高,產業鏈上下游合作也進展迅速,各方支持力度都很大。”根據孟懷宇的觀察,海外市場對CPO及生態建設企業展現出更高熱情,而國內市場參與度亟待提升。
不過,儲于超認為,雖然國內CPO生態也沒有興起,但是已有產業積累。“由于國內廠商在光通信領域已有較長時間的布局,并且在光模塊市場占有率較高,部分光通信環節的技術實力甚至超過國外公司。中國擁有龐大的數據中心需求,且已建立較為完整的上下游供應鏈,因此,在硅光CPO領域相比其他國家更具后發優勢。”他認為。
資料顯示,中際旭創、新易盛和天孚通信作為國內光模塊三巨頭,與英偉達都有業務合作。中際旭創是全球光模塊龍頭,市占率全球第一,公司為英偉達的交換機提供800G、1.6T等高端光模塊;天孚通信則為英偉達提供封裝技術。
此外,華為也是光模塊領域的巨人。近日,華為創始人任正非接受《人民日報》采訪談及芯片時表示:“我們單芯片還是落后美國一代,我們用數學補物理,用非摩爾補摩爾,用群計算補單芯片,在結果上也能達到實用狀況。”
在此前的華為云生態大會2025上,華為公司常務董事、華為云計算CEO張平安正式發布華為云CloudMatrix 384超節點,并表示已在華為云蕪湖數據中心實現規模上線,成為國內唯一正式商用的大規模超節點集群。此后,在昇騰AI開發者峰會上,華為正式推出昇騰超節點技術。據官方公告,華為的AI算力集群解決方案CloudMatrix 384,基于384顆昇騰芯片構建,通過全互連拓撲架構實現芯片間高效協同,可提供高達300 PFLOPs(每秒一千萬億次浮點運算)的密集BF16算力,接近達到英偉達GB200 NVL72系統的兩倍。
盡管單顆昇騰芯片性能約為英偉達Blackwell架構GPU的三分之一,但華為通過規模化系統設計,成功實現了整體算力躍升,并在超大規模模型訓練、實時推理等場景中展現出更強競爭力。