The demand for optical interconnects in AI data centers is accelerating, with the CPO penetration rate expected to reach 35% by 2030
隨着英偉達 NVLink 6 將單 GPU 帶寬推至 3.6TB/s，銅纜傳輸距離被壓縮至不足一米，AI 數據中心光學方案需求加速釋放。集邦諮詢預測，共封裝光學器件（CPO）滲透率將從 2026 年約 0.5% 攀升至 2030 年約 35%，並最早可能在英偉達 RubinUltra 實現機架間部署。不過博通認為，銅基方案憑藉成本與功耗優勢，至少在 2028 年前仍主導短距離互連市場。
英偉達在下一代 AI 計算架構上的戰略部署，正加速推動光互連技術從數據中心邊緣走向核心。
3 月 11 日，據集邦諮詢 TrendForce 最新研究，隨着 AI 集羣規模持續擴張，銅纜傳輸的物理瓶頸日益凸顯，光學傳輸技術在數據中心的戰略地位顯著提升。
集邦諮詢預測，共封裝光學器件（CPO）在 AI 數據中心光通信模塊中的滲透率將穩步攀升，至 2030 年前後有望達到約 35%。
不過博通此前指出，雖然光傳輸是長期的替代趨勢，但其核心的 SerDes 芯片技術正在不斷突破銅纜的物理極限。憑藉顯著的成本和功耗優勢，博通判斷銅基方案至少在 2028 年之前，仍將是數據中心內部短距離互連市場的絕對主導者。
華爾街見聞提及，英偉達上週宣佈向 Lumentum 和 Coherent 各投資 20 億美元，合計 40 億美元，並簽署多年期採購協議，以優先鎖定先進激光及光學器件供應。
此舉被視為英偉達在關鍵光學組件上的重要佈局，同時也表明未來 AI 計算基礎設施對光學技術的依賴程度將持續加深。
銅纜觸及物理極限，光傳輸需求加速釋放
集邦諮詢指出，當芯片互連規模從單機架擴展至跨機架部署，例如由八個英偉達 NVL72 系統組成的 576-GPU 集羣，銅纜互連將難以滿足所需的性能與帶寬要求。
英偉達 NVLink 6 通信協議將每通道傳輸速率定義為 400G SerDes，單 GPU 帶寬上限高達 3.6 TB/s。在此極端傳輸速率下，銅纜電信號隨距離衰減迅速，有效傳輸距離被壓縮至不足一米。
此外，光學傳輸的競爭力集中體現在波分複用（WDM）技術上。該技術允許在單根光纖中同時傳輸多個波長信號，大幅提升傳輸密度，是銅纜方案難以企及的固有優勢。
英偉達在 CPO 與硅光子領域的技術路線，採用台積電 COUPE 3D 封裝技術，將邏輯芯片與光子芯片進行堆疊集成，並在硅光子芯片上集成 200G PAM4 微環調製器（MRM），在提升光引擎帶寬密度的同時控制體積與功耗。
與此同時，多家主要雲服務提供商正與新興初創企業合作，積極開發新型光互連解決方案，為下一輪帶寬需求做好儲備，併為 CPO 技術的大規模商用鋪墊基礎。
CPO 商用進程，從規模互連到機架內部署分階段推進
集邦諮詢預計，基於硅光子和 CPO 的光互連技術將率先在英偉達 Rubin 一代用於機架間（scale-out）數據傳輸，同時規劃將其整合至未來的機架內（scale-up）互連架構。
就近期而言，CPO 在 AI 數據中心光收發模塊中的佔比預計在 2026 年僅約為 0.5%。
展望更長週期，隨着硅光子與 CPO 封裝技術持續成熟，集邦諮詢判斷，跨多機架的 scale-up 光互連方案最早可能在 Rubin Ultra 或 Feynman 一代出現。
至 2030 年前後，基於硅光子的 CPO 方案滲透率有望達到約 35%。集邦諮詢同時提示，包括先進光互連架構及光學 I/O 在內的新型光學技術也可能在此期間相繼湧現。
