高速互连的三种路径：铜、光、电如何共筑AI工厂

算力集群的规模化扩张，直接引爆了高速互连的市场需求。

据美国专业光通信市场调研咨询公司LightCounting发布的数据显示——2026年AI集群以太网光模块市场规模预计达260亿美元，800G光模块出货量有望翻倍超过4000万台，1.6T模块进入量产元年。另一方面，铜互连同样未因“光进铜退”的论调而退场，2025年全球高速铜缆市场规模约138.9亿元，预计到2032年将接近352.2亿元，年复合增长率15.2%，高速铜缆已成为英伟达Blackwell架构实现机架级算力池化的核心路径。

铜、光、电，这三种互连模式已经成为当下数据中心高速互连的主流形态。日前，在OCTS开放计算技术大会第二演播厅现场，一场围绕“AI工厂高速互连”的圆桌讨论正在进行。现场来自阿里、庆虹电子、中航光电三家的嘉宾畅所欲言，共同探讨了铜互连、光互连在AI超级节点中的竞合关系与未来走向。

算力狂奔，互连已成战略资产

这场讨论的背景，是人工智能算力需求的史无前例的爆发。Gartner的预测显示，2025年全球AI领域总支出将达到约1.5万亿美元，2026年将突破2万亿美元。Gartner高级分析师约翰表示：“未来几年，对算力容量的需求将使AI基础设施——包括AI优化IaaS、AI优化服务器、AI网络架构、AI处理半导体和设备——成为市场中最大的细分领域，占总支出超过45%”。

算力集群的规模化扩张，直接引爆了高速互连的市场需求。铜互连是当前整机柜内短距互连的绝对主力，也是市场态度反转最剧烈的赛道。此前“光进铜退”的单边预期被2026年GTC大会彻底扭转——黄仁勋明确表态“铜光并举”，铜缆凭借零功耗、物理级低时延和极高可靠性，在短距离场景中依然不可替代。市场重估后，行业正通过AEC（有源电缆）等技术将铜缆的有效传输距离进一步延伸，在Scale-up纵向扩展中继续扮演核心角色。

光互连则是面向长距Scale-out横向扩展，也是目前增长最快的板块，其技术演进正沿可插拔模块→板载光学→NPO→CPO路径推进；其中NPO被多数云厂商视为近中期过渡方案，CPO大规模商用则预计在2027-2028年才能落地。光的角色正从柜间逐步逼近芯片周边，可插拔、NPO、CPO有望长期共存。

电互连（PCB/背板）是支撑芯片间极短距信号传输的沉默基石，承担着几厘米内的物理连接。它本身不参与“铜光之争”，却是所有高速互连的工程底座——所有芯片信号必须经由PCB走线出发，再由铜缆或光纤接力传输。随着速率向448G演进，传统PCB电互连在损耗和带宽密度上面临压力，这也是光互连逐步向芯片逼近的根本驱动力。

正是在这样的大背景下，铜、光、电三种互连方案各自扮演着不可替代的角色——它们并非简单的替代关系，而是在不同距离、不同场景中互为补充，共同构成AI工厂的高速骨架。

铜互连：短距王者，在物理极限中持续挖潜

在整机柜内部和节点内部，铜互连凭借其独特的物理与商业优势，至今仍是不可撼动的首选。

庆虹电子FAE经理陈衍冲首先为铜互连正名：“铜作为无源器件，电路与电子元件涉及少，零件组合相较单纯，可靠性高，对比光在短距传输上有成本优势。在铜能够覆盖住的地方强行上光，反而是逆向的商业手段，不利于行业发展。”在短距场景中，铜缆凭借零功耗、物理级低时延（无需光电转换）以及极高的系统可靠性，展现出远超光模块的综合能效比。

然而，随着单通道速率从56G向112G、224G乃至448G演进，铜互连的生存空间正被不断压缩。趋肤效应让铜的信号传输距离从几米逐渐缩短到一米以内，铜能否继续坚守，取决于硬件厂商的技术挖潜能力。

对此，陈衍冲坦言：“从铜向光切换，基本上就是在224G到448G这个代际被提上日程。铜能延续多久，更多责任在我们互连硬件厂家——通过更优的新结构、新工艺、互配界面迭代升级，确保448G PAM4下的损耗余量。”他形容这是“铜的最后守护者”的探索——通过材料、工艺和架构的持续创新，为铜争取更长的生命力。

现场，陈衍冲还详细介绍了庆虹电子在Cabletray方案中的实践：“Cabletray集成非常多根铜缆，高可靠性和后期运维便利性是关键。首先在互配上，一定要有导向销、导套结构设计和XY轴的自纠偏浮动。同时Z向浮动尤为重要——整柜有成百上千甚至上万对差分信号，单个连接器的插拔力累加起来非常恐怖，Z向浮动能允许过插量，消除安装公差，避免阻抗波动。”他还强调出厂前的全链路检验：“建议在出厂前做整Cabletray的电性能检验和TDR时域验收，确保每根线没有压伤或断线，保障交付质量。”

现场另一位嘉宾，中航光电数据与通讯事业部产品经理郝豫鲁则从超节点需求角度补充了铜缆组件的发展方向：“铜缆需做到两点：一是损耗比PCB更小，确保信号质量；二是更强的可靠性和抗弯折性，适应各种布线环境。成本方面，PCB工艺成熟、单pair成本低，但性能不足时不得不选铜缆，此时解决问题才是关键。”

光互连：长距主力，从柜间走向芯片间

当信号需要跨越整机柜、走向更大范围的集群互连时，光的物理优势便无可替代。更值得关注的是，随着速率提升，光正在从柜间逐步延伸至芯片周边，承担起“最后几米”的互连任务。陈衍冲明确指出：“光目前更多用于长距传输，柜间Scale Out的互连是其主要应用场景，这是铜无法比拟的。”光信号在光纤中以接近光速传播，几乎不受电磁干扰，损耗极低，使其成为跨机柜、跨数据中心互连的唯一现实选择。

作为国内互联网巨头的阿里同样也是创新技术的先行者，阿里云服务器光互连架构负责人韩天从系统层面给出了清晰的判断：“算力持续提升，互连带宽必须跟算力成正比。带宽增长无非两条路——增加SerDes数量或提升速率。增加SerDes需要芯片更大封装，带来系列工程问题；提升速率则面临PAM编码和趋肤效应的双重限制。所以基本可以判断，224G到448G一定是铜向光切换的合适时间点。”

至此，NPO也被认为是当下最务实的过渡方案。韩天表示：“准确说阿里不是全光互连，而是NPO架构——从芯片到NPO模块这段还是铜，NPO之后才是光。真正的全光是CPO，从芯片直接出光。”而之所以选NPO而非CPO，是因为“NPO把光引擎和AI芯片解耦，不影响芯片良率、功耗和先进封装。芯片专注做AI芯片，光的部分用模块解决。系统架构上供应更弹性，设计更弹性，故障率和良率都更可控。即便CPO是终局，NPO也可能是我们绕不开、会发展好几年的技术节点。”

韩天进一步解释说：“与此同时，阿里云也快速推出了ScaleUp域的NPO模块设计，内部代号SNPO（ScaleUp NPO），作为下一代磐久超节点服务器的光互连解决方案，支持NPO&NPC光电兼容、支持铜/光共封装、支持单模和多模、支持3.2T/6.4T，并联合行业伙伴共建开放标准。”

归根结底，互联网大厂对于技术的选择一方面要看行业发展趋势，另一方面也需要与自身的应用场景相结合。从整个行业来看，CPO大规模商用或于2027至2028年出现，此前仍以可插拔与NPO为过渡主力。截至目前，阿里云已经自研SNPO并将在2027年初启动商业化部署；腾讯也完成了基于硅光方案和VCSEL方案的NPO技术验证。大家都在NPO领域持续发力，信通院已经牵头进行相关标准的指定，“希望NPO变成全产业共建的开放生态标准”，韩天表示。

电互连：铜的延伸，在PCB之外的另一种可能

在高速互连的语境中，“电互连”通常指基于背板、中板等PCB走线实现的电信号传输——它与铜缆互连同属“电信号”范畴，但在应用场景、工程特点和成本结构上又有明显区别。从应用场景来说，铜缆与PCB电互连虽同属电信号传输，但各有侧重——铜缆在损耗表现上优于PCB，尤其是长距离板内走线时，线缆的趋肤效应损耗和介电损耗往往低于同等长度的PCB微带线或带状线。同时，铜缆具备布线灵活性，可绕开复杂的板面布局，为系统设计提供更大自由度。

郝豫鲁分析了电互连的定位：“PCB的加工工艺和产业链非常成熟，单插位成本较低。在性能可以覆盖的场景下，厂商更倾向于使用PCB而非铜缆。”这解释了为何在整机柜内部，背板走线依然是大量短距互连的首选——它无需额外线缆组件，生产标准化程度高，供应链稳定。

他同时表示：“铜缆组件的损耗比PCB更小，这是我们在高速场景中选择线缆而非背板走线的重要原因。同时，线缆布线灵活性也更强。”但他也承认，铜缆的加工复杂度、连接器互配精度要求以及整机装配的插拔力管理，都是工程上需要额外投入的环节。

至此，三位嘉宾充分探讨了铜、光、电三者定位与产业发展。虽然乍看起来，似乎光互连有“一统天下”的大势，但仔细分析下来三者的应用场景截至目前依然有着清晰的边界：芯片间极短距（几厘米内）多用PCB走线；整机柜内节点间（几十厘米到一米）优先铜缆；跨机柜长距则只能选光互连。

由此看来，铜、光、电并非相互替代的对手，而是在不同距离、不同场景中各司其职的队友。这不是谁取代谁的问题，而是在不同物理尺度上，各自最优解的自然分工。陈衍冲总结道：“铜和光一定是不同赛道的队友关系。光用于长距，铜用于短距，电互连在板级发挥性价比优势。大家场景不同，各安其位。”

没有非此即彼的替代，只有因场景而异的取舍；没有一蹴而就的革命，只有持续迭代的演进。可插拔、NPO、CPO有望长期共存，而标准将在玩家们的互相妥协中逐渐成型。正如郝豫鲁送给年轻人的那句寄语——“顶天立地”：既要沉下心把技术打磨好，又要眼光向前看，关注行业变革。

技术的进步，正是这个时代给予所有参与者的最好机遇。