今年以来,AI基础设施竞争正在发生一个明显变化:竞争焦点正在从单纯追求GPU数量,转向如何让数万甚至数十万颗计算芯片高效协同。
华为的昇腾950超节点(Atlas 950 SuperPoD)、十万卡AI超集群曙光8000(登峰)、阿里云的灵骏真武M890超节点实例、沐曦的曦景S600超节点、清微智能的REX81 Supernode超节点、奕行智能的业界首个RISC-V AI算力超节点、阡视的wylon超节点系统、壁仞的下一代NPO光互连、分布式解耦架构超节点方案……
随着超节点、万卡集群成为下一代AI算力的重要形态,传统铜互连逐渐遇到带宽、功耗和距离瓶颈,光互连开始从数据中心网络向计算节点内部渗透。
从近期产业动态来看,无论是GPU厂商、云厂商,还是交换芯片、光模块企业,都在加速布局NPO、CPO等下一代光互连技术。今年WAIC期间,多家企业集中展示相关方案,也进一步放大了这一趋势。加之英伟达也在最近发布Vera Rubin平台进展,CPO产业链确定性进一步增强。
国内开始抱团
光互连的落地不仅依赖器件技术,更依赖GPU、交换芯片、光模块、封装、光纤等环节的联合调优。国内缺乏英伟达式主导生态,产业链相对分散,需要“抱团”形成一体化方案。
一个明显变化是,围绕NPO/CPO,国内产业链正在从单点竞争转向协同开发。不同于传统光模块时代主要依靠标准化产品竞争,计算互连时代需要GPU、交换芯片、光引擎、封装、光纤等多个环节共同优化。
在今年WAIC上,我们就看到,交换、光、GPU厂商的国产厂商凑到了一起,发布了一体化的方案,一些厂商则在单点的技术上有所突破。
曦智科技:NPO方面展出曦智科技与包括基流科技、烽火通信、燧原科技、壁仞科技等交换芯片和GPU厂商形成的合作方案;CPO方面与盛科通信签订光电共封装(CPO)战略合作,并展示了其CPO光电共封装解决方案。
奇异摩尔:与图灵量子联合研发下一代基于xPU-CPO架构的关键技术;携手奇点光子探索基于芯粒高速互连接口的NPO/CPO方案,并联合展示直连式NPO光互联测试板,该方案搭载奇异摩尔主芯片以及奇点光子定制化NPO近封装光引擎;联合发布CPO技术白皮书。
燧原科技:展示NPO光互连原型系统方案,突破传统铜互连距离瓶颈,支持512卡以上超节点部署及大规模AI集群弹性扩展,为未来超大规模AI算力基础设施提供新的互连技术路径。
壁仞科技:围绕NPO光互连超节点开展前瞻性技术布局,首次推出NPO光互连方案、分布式解耦架构、最大支持1024卡的超节点系统方案。
腾讯云:在WAIC分论坛上表示,已于2024年在ODCC立项NPO规范,2026年Q4将实现首批NPO超节点部署,2027年Q2推进下一代标准落地。
海光芯正:推出自研6.4T NPO光引擎方案,总吞吐能力达到6.4Tbps,单通道速率106.25GBd,并兼容3.2T系统。目前,6.4T NPO光引擎样品已完成封装并送交头部客户测试,预计2026年下半年实现小批量生产,2027年进入规模交付阶段。
![]()
WAIC前夕和会后,关于NPO、CPO的讨论和发布也持续不断:
华为:联合中国移动研究院、京东云、百度、中国电子技术标准化研究院等20家单位,共同启动OPEN NPO项目,推动国内首个NPO光互连MSA标准建立。
新易盛:公司正与客户积极推进NPO业务,预计2027年下半年开始实现商业放量。NPO产品竞争核心与传统光模块类似,主要考验研发设计、工艺能力、量产能力和良率等综合实力。目前1.6T光模块出货持续增长,预计2026年下半年放量节奏将进一步加快。
新华三:IDC发布的2026Q1中国网络市场份额排名,紫光股份旗下新华三集团以37%的市场份额稳居中国企业网市场第一,持续推进CPO、NPO等先进光互连技术落地应用,其中,CPO已在某头部互联网客户上架试运行超过半年。
紫光股份:基于自研CPO/NPO光引擎技术,公司已于2025年实现51.2T CPO硅光数据中心交换机批量交付,具备商业化部署能力。
光互连的技术变迁
曦智科技创始人、董事长沈亦晨在2026年WAIC期间向EEWorld分享,光互连技术的变迁,大致经历了三个阶段:
第一阶段是2010年以前的“电信互连时代”(Telecom Era)。彼时海底通信已从铜缆升级为光缆,长距离光通信已经广泛应用,典型产品包括光纤电缆、光传输设备、光模块以及光放大器等,行业核心竞争力集中在产品可靠性和超长距离传输能力。但当时光互连主要集中在大型通信设备领域,采用硅光技术的产品还很少,整体市场规模有限。
第二阶段是2010年~2023年的“数据互连时代”(Data-com Era)。随着云计算快速发展,数据中心规模不断扩大,机柜间连接开始从铜转向光,这一阶段主要产品是标准化光模块,应用场景以交换机之间的Scale-out网络扩展为主,行业竞争重点也从长距离传输转向大规模量产能力、产品质量控制以及成本优化,催生了大量光模块企业。
海外有Finisar等,国内则有中际旭创、光迅科技、海信等。目前,全球超过70%光模块由中国企业生产,但核心光芯片仍主要依赖海外供应,这反映出中国企业在规模制造、供应链管理和成本控制方面的优势,光模块作为标准化产品,大规模量产和品质控制成为关键竞争力。
第三阶段则是2024年开启的“计算互连时代”(Compute-com Era)。随着大模型和AI算力需求爆发,数据中心架构开始向超节点演进,互连对象从传统网络设备转向GPU、CPU、存储等计算芯片之间的高速连接,Scale-up计算互连成为新的需求方向。
这一阶段的产品形态也发生变化,从传统光模块进一步发展到LPO、NPO、CPO等复杂光电融合方案。面对不断提升的带宽需求,传统铜互连逐渐面临功耗、距离和信号完整性的限制,光互连开始向计算节点内部渗透。
未来十年,计算互连有望重复数据互连从铜到光的演进路径,逐步实现光替代铜。这其中蕴含三大机会:一是计算互连带宽需求远高于传统网络互连;二是技术壁垒更高,更依赖芯片和系统设计能力;三是当前市场仍处于定制化早期阶段,为创新型企业提供了切入窗口。
光互连何时规模化?WAIC上,多位嘉宾向EEWorld指出,当前单柜内仍以铜为主,柜间已逐步引入光。全光互连的临界点取决于单波速率,当SerDes演进到448G当量时,铜缆有效传输距离将被压缩至1米以内,跨节点互联必然全面转向光。
各种PO,傻傻分不清楚
当下,在光模块领域,有很多名词,LPO、NPO、CPO、XPO、OIO,多得让人摸不清头脑。路径可以简单理解成:可插拔光模块→NPO→CPO→OIO。
可插拔光模块(如QSFP-DD)代表当前光电分离架构,LPO是在此基础上的优化,而NPO/CPO则进一步推动光电融合,体现“封装即系统”的理念,最终目标是实现“光内生”,将光互连功能直接集成于计算芯片内部。
LPO(线性可插拔光学):产业化进展最快的路线之一,是800G时代的重要方案,也是对现有系统改造最小的方案,适用于存量设备升级以及机柜间100m~2km短中距离光互连。该方案移除传统光模块中的高功耗DSP/CDR,将部分信号处理转移至交换芯片ASIC侧,通过线性驱动器和线性TIA完成高速传输。在保持可插拔生态的基础上,降低链路功耗、散热压力以及部分短距离传输延迟。
NPO(近封装光学):英伟达、谷歌、亚马逊等企业均在探索相关方案,分别对应下一代GPU、TPU和AI ASIC架构需求。作为传统可插拔光学与CPO之间的过渡方案,通过将光电转换芯片与计算芯片集成于同一板卡,缩短传输路径,可以实现更高的通道密度,目前主流方案已经达到32通道以上,并出现3.2T、6.4T、7.2T等规格。同时去除光模块中成本最高的DSP,实现延迟、功耗和成本降低,但对光芯片性能要求更高,需要与主芯片厂商深度协同。
CPO(共封装光学):通常被视为未来光互连的重要方向,但其并不是所有场景的替代方案。该方案突破传统PCB电互连方式,利用硅中介层、RDL、微凸块等先进封装技术,将硅光引擎与ASIC/GPU共同封装,实现光电转换与计算芯片的深度融合。通过缩短光电转换与计算单元距离,提高带宽密度和信号完整性,但同时对封装良率、系统稳定性要求更高,芯片与光模块之间的解耦难度也进一步增加。
OIO(片间光学互连):相比CPO方案,更进一步的路线是从根本上摆脱传统铜线I/O限制,通过先进封装技术将计算芯片与互连单元以Chiplet形式深度融合,实现更高层级的光电协同。该方案有望将3D封装下的带宽密度提升至1Tbps/mm²,并将通信延迟压缩至纳秒级。借助光域直接互联,可实现池化显存资源的低延迟调度和高速访问,成为下一代数据中心架构演进的重要驱动力。
XPO(扩展光模块):半路杀出的另一个方向的探索,仍处于早期阶段,主要围绕200G/lane高速传输展开,距离大规模量产仍需要时间验证。在LPO基础上进一步提升通道数量和空间利用率。传统LPO光模块通常采用8通道设计,而XPO可扩展至64通道,相当于多个LPO模块的集成,从而显著减少交换设备占用空间。对于高密度AI数据中心而言,机柜空间本身就是重要资源。XPO通过提高单位空间内的互连能力,有望降低数据中心规模和部署成本。
![]()
从LPO到CPO再到XPO、OIO,变化的不只是器件形态,更涉及电光转换位置从模块、板级到封装内部的迁移,以及随之而来的散热、维护和系统集成方式变化。当然,这些技术都不是简单的互相替代的关系,而是面向不同场景、不同阶段的技术阶梯。
围绕LPO、NPO、CPO的激辩
今年在WAIC上,大家的关注焦点还是在LPO、NPO、CPO这三大技术方面,大家对于三个技术的看法基本一致:
LPO(线性可插拔光学):优点是保持传统可热插拔特性的同时,大幅降低功耗、延迟与BOM成本。要知道,一个800G的DSP无论是Marvell还是博通,都基于5nm工艺,一颗成本就差不多80多美元,同时传统模块中DSP功耗能占40%。采用LPO后,400G/800G模块功耗可由14~18W降至8W以下,单端口可节省4~8W。挑战是传输距离有限,对信道损耗更敏感,高度依赖ASIC与模块协同优化,且行业尚缺统一线性接口标准。
NPO(近封装光学):作为一种折中方案,通过将光引擎靠近ASIC,将电气走线从150mm以上缩短至25mm以内,降低信号损耗和SerDes压力。去掉了光模块中最贵的DSP芯片,从而降低延迟、功耗和成本,但这对光芯片性能要求极高,且需要与主芯片厂商深度绑定。但其对板级高速设计、低损耗连接器、散热和光芯片性能提出更高要求,需要与主芯片厂商深度协同。这两年是NPO的爆发期,英伟达Rubin Ultra NVL576架构中,NPO光学引擎用量近乎翻倍;华为昇腾960导入自研Hi-ONE光引擎,单模块带宽达8Tb/s;台积电COUPE平台2026年量产,谷歌下达1200万只NPO订单。
CPO(共封装光学):通过将光引擎与ASIC共同封装,消除PCB高速电传输损耗,实现数10Tb/s级带宽密度,能效可低于5pJ/bit。在200G/Lane速率下,可减少约14dB信号损耗,以512T交换机为例,系统功耗可由约2000W降至1150~1350W。但CPO牺牲了一定维护灵活性,且面临散热、封装测试、故障诊断和良率等挑战。海外英伟达、博通、台积电等已大量投入CPO,预计2028年起量,任何CPO批量产品都需提前三年由光芯片与电芯片公司深度协同设计,所以今年就需要成熟产品。
![]()
从产业演进来看,专家们都普遍认为,LPO、NPO、CPO和XPO并不是简单的替代关系,而是针对不同系统约束的技术选择。它们之间真正的差异,并不在于单一指标谁更高,而在于什么系统、有什么需求。
LPO通过简化光模块架构,重点解决800G时代的功耗和成本问题,是现有可插拔生态下的渐进式升级方案;NPO则通过缩短光电转换距离,提高互连密度,面向下一代AI集群的高带宽需求;CPO进一步推动光电融合,服务于超级节点和极致性能场景,但同时将封装、散热和可靠性挑战集中到系统层面;XPO则是在可插拔架构基础上的密度优化,通过提升通道集成度满足高密度数据中心部署需求。
不过,话说回来,NPO为何是当前焦点?专家在WAIC期间是这样分析的:
腾讯云判断,在当前国产GPU生态下,NPO是更务实的技术路线。传统铜互连在超节点规模扩大时面临距离、功耗、布线三重瓶颈,若采用可插拔光模块,单GPU需配备多个模块,机柜密度和功耗均不可控。NPO通过去掉DSP、将光引擎靠近GPU,可实现一跳光互连支撑512卡超节点,功耗和空间大幅优化;
盛科通信认为,CPO的真正驱动力不再是“省功耗”的叙事,而是超节点规模扩张下的物理刚需。当单卡速率向224G乃至448G演进、超节点从128卡向256卡扩展,铜缆在端口密度和信号完整性上已难以支撑。电交换芯片需与光引擎深度协同,CPO是星辰大海,但NPO/LPO是当下可落地的中间步骤;
多位嘉宾一致认为,NPO在性能、可维护性、产业链成熟度和成本之间取得了最佳平衡。它保留光引擎的可插拔性,适配数据中心现有运维体系,同时大幅缩短电气路径。相比之下,CPO虽性能极致,但面临散热、良率、维修焦虑和供应商锁定等多重阻力。CPO需要系统级的端到端设计,SerDes、光引擎、封装、交换芯片需从一开始就协同定义,而非简单拼装。
总体来看,CPO已经成为下一代AI网络的重要方向,英伟达已经将CPO纳入下一代AI网络架构,Quantum-X、Spectrum-X等产品计划在2026年陆续落地,并进一步向GPU之间的scale-up互联演进。但距离大规模普及仍有一段路要走,所以就连英伟达现在也只是围绕交换机去做CPO。
由此来看,2026年对CPO来说更多是技术验证和工程爬坡阶段,2028年前后才可能进入规模化窗口。在这一过程中,NPO、800G/1.6T光模块仍将承担主要市场增量。
对于中国产业链而言,NPO可能是更符合当前优势的现实路径,而CPO的长期突破关键不在“是否需要光”,而在于如何实现光与芯片之间的低成本、高可靠连接。
未来,硅光竞争不只是单一技术路线的竞争,而是产业生态的竞争。国内已经意识到,只有“电+光+封装”的协同创新,建立适合自身产业链的技术路线,谁才有机会在下一代AI基础设施中占据主动。所以,类似今年WAIC这样的“抱团”会越来越常见。
请将我们设为“星标”,这样就会第一时间收到推送消息。
欢迎关注EEWorld旗下订阅号:“EEWorld电源开发圈”
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.