芯耀
与非AI
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2026年8月3日，英伟达网络业务资深副总裁Gilad Shainer在技术论坛上正式宣告：共封装光学（Co-Packaged Optics，CPO）技术迈入全面量产阶段。英伟达联合供应链打造的新一代Spectrum-X CPO以太网交换机已向CoreWeave、微软Azure、Nebius等头部AI基础设施厂商批量交付，首款产品Q3450-LD也已落地AI云服务商Lambda，英伟达自有Vera Rubin超算集群同步完成内部部署。这一消息标志着CPO从实验室走向大规模商用，2026年成为行业公认的"CPO量产元年"。
在CPO这场光互联架构的深刻变革中，一个此前相对小众的特种光纤品类——保偏光纤（Polarization Maintaining Fiber，PMF），正从幕后走向台前。华福证券在最新研报中明确指出，保偏光纤是"CPO架构催生的核心增量部件"。随着英伟达CPO交换机的规模出货，保偏光纤正迎来需求端的爆发式增长。本文将从CPO的技术优势与前景、保偏光纤的原理与作用、全球竞争格局以及市场增量空间四个维度，系统梳理这一AI算力时代的关键材料。
01、CPO：AI算力时代的光互联架构革命
传统可插拔架构的瓶颈
在传统数据中心交换机中，交换ASIC芯片位于电路板中央，而光模块以可插拔形式安装在机箱前面板，两者之间通过长达数十厘米的PCB走线和Retimer重定时器连接。随着AI大模型训练对集群带宽需求的指数级增长，单通道速率从112G向224G甚至更高演进，电信号在PCB上的传输损耗、串扰和功耗问题日益突出。可插拔架构的"功耗墙"和"带宽墙"已成为制约AI算力集群横向扩展的核心瓶颈。
CPO的核心优势
CPO的核心思路是将光引擎（Optical Engine）直接封装在交换ASIC芯片旁边，使电信号传输距离从厘米级缩短至毫米级。这一架构变革带来三重革命性优势：
第一，功耗大幅降低。CPO取消了传统可插拔模块中的DSP重定时器芯片，光功率效率最高提升5倍。对于动辄数万张GPU的AI工厂而言，功耗的边际改善意味着巨额的电费节约和散热压力缓解。
第二，带宽密度显著提升。更短的电气路径允许在无需DSP的条件下实现200Gbps及以上的SerDes速率，达到可插拔方案无法企及的带宽密度。
第三，网络韧性增强。英伟达官方数据显示，基于CPO的Spectrum-X网络韧性较传统方案增强10倍，这对百万GPU规模的AI工厂至关重要。
CPO的未来前景
TrendForce最新产业报告确认，CPO技术已正式跨越从0到1的门槛，进入量产阶段。英伟达明确表示2026年为CPO商用元年，下半年头部AI集群将批量导入。博通的Bailly CPO交换机也已实现小批量出货，台积电COUPE硅光平台、日月光SPIL先进封装等供应链环节同步成熟。尽管光引擎良率、散热管理等挑战仍在，行业普遍预期2027年将迎来CPO的大规模放量。从更长远看，CPO不仅适用于数据中心交换机，还将向AI加速器、空间激光通信、天基算力网络等领域外溢，技术外溢效应深远。
02、保偏光纤：CPO光学链路的"定海神针"
什么是保偏光纤
保偏光纤是一种能够在光信号传输过程中保持偏振态稳定的特种光纤。在普通单模光纤中，当受到弯曲、温度变化、机械振动等外界应力干扰时，光纤内部会随机产生双折射效应，导致光的偏振方向发生不可控的漂移。而保偏光纤通过在纤芯附近引入具有强烈双折射特性的应力区结构，人为制造一个远大于外界干扰的固有双折射，使光信号始终沿固定的偏振方向传输，从而有效规避环境应力带来的偏振随机漂移。
保偏光纤的结构种类繁多，包括椭圆纤芯型、椭圆包层型、熊猫型（PANDA）、领结型（Bow-tie）、边槽型、边隧道型等。其中，应力感应型保偏光纤因性能稳定而发展最为迅速，熊猫型和领结型是典型代表。熊猫型保偏光纤因制造工艺相对简单且保偏性能优良，目前在商用保偏光纤产品中占据绝对主导地位。其截面因两个对称分布的圆柱形应力区形似熊猫的两只眼睛而得名。
保偏光纤在CPO中的关键作用
在CPO架构中，信号传输距离被大幅缩短，硅光引擎与外置光源（External Laser Source，ELS）之间的光学连接成为整个系统中最关键也最脆弱的一环。外置激光器通常输出高功率连续激光，而硅光芯片内部的波导、调制器等核心器件对输入光的偏振态高度敏感。
如果使用普通单模光纤连接ELS与硅光引擎，日常的温度变化、机械弯曲或震动都会导致光信号出现"偏振态漂移"。一旦偏振方向随机改变，硅光芯片的耦合效率将显著下降，进而引发插入损耗增加、链路不稳定甚至数据传输错误。因此，CPO架构必须采用能够锁定光振动方向的保偏光纤来建立这一关键连接，以维持极高的传输效率和链路可靠性。
值得注意的是，保偏光纤在CPO与NPO（近封装光学）中均为核心组件，但用量差异显著。CPO由于集成度更高，单台交换机的保偏光纤用量远超作为过渡方案的NPO。以英伟达Quantum-X交换机为例，其保偏光纤用量可达144米左右。随着CPO交换机出货量的攀升，保偏光纤的需求将呈现非线性增长。
CPO对保偏光纤的极限精度要求
CPO的高密度封装特性对保偏光纤的几何精度提出了近乎严苛的要求。华福证券研报指出，最新CPO工艺需将裸纤直径控制精度提升至±0.1μm，猫眼应力区对称度控制在0.2μm以内。相比之下，传统保偏光纤在直径波动和应力区对称性上的表现难以满足这些极限指标。这意味着CPO用保偏光纤并非简单的存量替代，而是需要全新的高精度制造工艺，技术壁垒进一步抬高。
由于保偏光纤价格远高于普通单模光纤，考虑到整体成本，业界在实际部署中普遍采取折中方案：在交换ASIC周围成百上千根光纤的连接器中，优先将核心链路（尤其是ELS到硅光引擎的输入链路）采用保偏光纤以保障关键数据稳定性，其余非核心输出链路则采用成本更低的非保偏光纤。这种"核心保偏、非核心非保偏"的混合方案，在性能与成本之间取得了平衡，也为保偏光纤的渗透节奏提供了参考。
03、全球保偏光纤竞争格局：三巨头主导，国产加速突围
国际厂商：技术积累深厚，占据高端市场
全球保偏光纤市场长期由国际巨头主导。康宁（Corning，GLW.US）作为全球光纤行业的开创者，提供包括单模、多模及特种光纤在内的全系列产品，在保偏光纤领域拥有深厚的技术积累和品牌优势。藤仓（Fujikura，5803.T）是日本光通信龙头，产品涵盖单模、多模、保偏光纤、掺铒光纤及抗辐射光纤等，其保偏光纤在全球高端市场占据重要份额。古河电工（Furukawa Electric，5801.T）通过旗下OFS品牌生产保偏光纤等特种光纤，并具备垂直整合的布线系统能力。此外，丹麦NKT Photonics专注于光子晶体光纤和高功率光纤，法国iXblue（EXA.PA）则在保偏光纤和光子晶体光纤领域具有特色优势。
据行业统计，康宁、藤仓与长飞三家合计占据全球保偏光纤市场约42%的份额，形成"三巨头"主导的竞争格局。国际厂商凭借先发优势和工艺积累，在CPO等高端应用场景中仍占据主导地位。2026年五一假期后，康宁保偏业务团队专程到访中国，考察长飞、烽火、长盈通、亨通、中天等国内厂商的产能配置，认为国内厂商的供应能力已可满足其需求，侧面印证了国产保偏光纤的技术进步。
国内厂商：从追赶到并跑，国产替代正当时
国内保偏光纤行业经过十余年的技术追赶，已形成第一梯队三强主导、第二梯队差异化突破的稳定格局，行业CR3约85%，国产替代正从工业级向CPO、航天级高端市场加速渗透。
长飞光纤（601869.SH/06869.HK）是国内保偏光纤的绝对龙头。公司是国内唯一实现保偏光纤正式量产认证的企业，国内市场份额连续五年排名第一（约28.6%），全球位列康宁、藤仓之后排名第三。长飞采用PCVD（等离子体化学气相沉积）工艺制造保偏光纤，具有折射率分布精确、截面几何对称性好、纵向均匀性好等特点。公司董事长庄丹公开表示，未来1-2年保偏光纤需求将爆发10-20倍增长，长飞正同步扩充保偏专用PCVD沉积炉，匹配CPO十倍增量需求，预计2027年产能将大幅提升。
烽火通信（600498.SH）旗下锐光信通自研保偏光纤，具备军工与通信双资质，产能正在爬坡，产品涵盖单模、多模、保偏光纤、激光光纤、光子晶体光纤等全系列。长盈通（688143.SH）专注于特种光纤领域，产品涵盖保偏光纤、光子晶体光纤、旋转光纤及激光光纤等，上市后已完成产线扩充，若全面生产保偏光纤，产能可达十几万芯公里。中电科46所则在保偏光纤、激光光纤等军工级特种光纤领域具有深厚积累。此外，中天科技、亨通光电等光纤龙头也在积极布局保偏光纤业务。行业产能排序大致为：长飞＞中天＞长盈通＞烽火。
04、CPO量产对保偏光纤市场的深远影响
需求端：从线性增长到爆发式跃迁
CPO量产之前，保偏光纤的主要应用场景集中在光纤陀螺、光纤激光器、相干通信等领域，市场规模相对有限且增长平稳。CPO的出现彻底改变了这一局面。单台CPO交换机保偏光纤用量可达144米，而一台传统可插拔交换机几乎不需要保偏光纤。随着英伟达Spectrum-X、博通Bailly等CPO交换机在2026年下半年开始批量出货，2027年大规模放量，保偏光纤的需求将呈现从线性增长到爆发式跃迁的拐点。长飞光纤庄丹预判的"1-2年10-20倍增长"并非空穴来风，而是基于CPO交换机单机用量与出货量增速的合理推演。
供给端：高精度产能成为稀缺资源
需求爆发的同时，供给端却面临高精度产能的瓶颈。CPO用保偏光纤要求±0.1μm的直径精度和0.2μm以内的应力区对称度，远高于传统保偏光纤的制造标准。目前全球能够稳定量产CPO级保偏光纤的厂商屈指可数，康宁、藤仓等国际巨头仍占据高端产能主导，国内仅长飞等少数企业具备量产认证能力。这种供需错配将在未来1-2年内持续存在，具备高精度产能的厂商将享受显著的量价齐升红利。
国产替代：从可选到必选
在AI算力成为国家战略竞争力的背景下，CPO产业链的自主可控日益重要。保偏光纤作为CPO光学链路的核心材料，其国产替代已从"可选"变为"必选"。国内客户更倾向于本土供应以保障交付稳定性和供应链安全。长飞、烽火、长盈通等国内厂商在产能扩充和工艺升级上的持续投入，正在快速缩小与国际巨头的差距。随着CPO用保偏光纤的国产化认证逐步推进，国内龙头企业有望在这一轮AI光互联浪潮中实现从"跟跑"到"并跑"甚至"领跑"的跨越。
【结语】
英伟达CPO的正式量产，不仅是光互联架构的里程碑事件，更是保偏光纤这一特种材料从幕后走向舞台中央的历史性机遇。CPO以其功耗、带宽和韧性的三重优势，正在重塑AI数据中心的底层架构；而保偏光纤以其锁定偏振态的独特能力，成为CPO光学链路中不可或缺的核心部件。在需求爆发与供给受限的交织下，全球保偏光纤市场正迎来量价齐升的黄金窗口期。对于国内厂商而言，这既是技术追赶的攻坚期，也是国产替代的战略机遇期。谁能率先突破CPO级保偏光纤的高精度量产壁垒，谁就将在AI算力时代的光互联供应链中占据一席之地。
