共封装光学CPO：AI 算力的底层革命

今天这个话题是缘于：下班路上经过硅光芯源，晚上的灯光很炫。查了一下，它是全国首个硅光未来产业集聚区，是上海布局硅光（硅基光电子）产业的核心载体，而非某家具体芯片公司。这个产业园于2025年6月启动建设，旨在打造从基础研究到应用转化的完整硅光创新生态。

英伟达和博通之前已相继发布的 CPO 交换机产品。业界普遍将 2026 年视为 CPO 的量产元年，CPO这项技术彻底从概念落地，成为AI算力的底层标配。规模化部署的集中放量窗口预计在 2027 至 2028 年到来。硅光芯源此时集聚企业和平台，瞄准的正是这个临近的产业爆发期。

背景

不同于手机、电脑芯片制程迭代，芯片性能越强，功耗反而降低。如今的AI算力大浪潮，算力越强，能耗却越高，倒不是芯片能力的问题，GPU、AI加速芯片的运算效率每年都在迭代升级，但芯片之间、机柜之间的数据传输损耗始终无法根治，数据在高速流转中不断衰减、卡顿、损耗，产生大量无效能耗。

在传统数据中心服务器架构中，负责核心运算的GPU、交换芯片，与负责光电信号转换的光模块是相互独立的硬件，二者通过十几厘米长的铜制电路板走线连接。这段看似简短的距离，却是整个算力系统最大的能耗黑洞与速度瓶颈。

CPO全称共封装光学（Co-Packaged Optics）就是要去除无效传输距离，解决传统架构的传输痛点。CPO将光模块的核心功能部件—光引擎，与交换芯片、AI算力GPU共同封装在一块精密基板上，将原本数十厘米的数据传输距离，压缩至毫米、微米级别，实现近乎“零距离传输”。

底层原理

CPO不是AI热潮催生的新技术，这项技术的研发迭代横跨近五十年，完整见证了全球信息技术的三次重大变革：从早期超级计算时代，到移动互联网与云计算时代，再到当下的生成式AI爆发时代。

CPO也并非一夜爆红的风口概念，而是历经数十年蛰伏、反复迭代、等待产业成熟的硬核技术。CPO可拆解为三大核心零部件：光引擎、交换/算力芯片和先进封装基板。

光引擎

光引擎作用很明确：完成电信号与光信号的双向翻译、极速收发。

光引擎内部包含三大核心零件：激光器、光调制器、光电探测器。

激光器负责将电路电信号转化为稳定高速的激光光束；光调制器根据0和1的数字信号，每秒亿万次快速开合，将信息刻印在激光上；光电探测器负责接收对端激光信号，再将光信号还原为电信号，传回芯片完成运算交互。

交换 / 算力芯片

交换 / 算力芯片是算力集群的调度指挥中心，所有数据的运算、分发、流转，均由两类芯片分工完成。

第一类是交换机ASIC芯片，它不参与AI模型训练，却是整个算力集群的交通总指挥。上万块GPU分布在不同机柜、不同机房，跨芯片、跨机柜、跨机房的数据流转对接，全部由ASIC交换芯片调度路由，核心作用是保障海量数据不拥堵、不串扰、不丢失，实现算力集群高效互联互通。

第二类是AI算力GPU/加速芯片，以英伟达GB系列、AMD FPGA芯片为核心代表，是大众熟知的算力硬件，专门负责AI大模型的训练、推理、数据分析、内容生成等核心运算工作。

先进封装基板

若将CPO硬件比作一栋高楼，芯片和光引擎是楼层功能空间，封装基板就是整栋建筑的核心地基。看似平整简单的板材，却承载着极致严苛的工业精度要求。

CPO光电共封装需要实现微米级精准对准，芯片、微型光引擎、光路接口的整体对位误差，不能超过一根头发丝的二十分之一，微小偏差就会导致光路失效、数据出错、硬件报废。

因此，传统普通PCB电路板完全无法适配CPO需求，行业统一采用2.5D中介层先进封装工艺，可实现超高密度、超高精度的线路排布与光电元件耦合，是光电一体化封装的核心基础，也是国内封测企业重点攻坚的核心赛道。

行业前景

在全球CPO产业布局中，国外行业里，英伟达，谷歌，Meta这些企业在全力推进。国内行业里，中际旭创、新易盛、天孚通信被业内称作“易中天”组合，是国产CPO供应链三根支柱，也是CPO全球核心供货方。

CPO产业化正在为半导体、光学行业带来人才缺口与就业机遇。相关岗位包括：光学设计工程师、硅光工艺工程师、先进封装/工艺工程师、高速测试工程师、光电耦合研发工程师等。这类岗位属于半导体细分赛道，专业性强、行业壁垒高、竞争压力小，薪资待遇显著优于传统电子岗位。

对应相关专业：光电信息科学与工程、微电子科学与工程、电子信息工程、半导体工艺等。对于在校学生、行业从业者而言，CPO产业爆发为光电、半导体行业开辟了全新的优质就业赛道。

未来CPO 会影响普通人的生活吗？

日常生活：短视频AI智能剪辑、社交软件AI生图、智能美颜、文案生成等功能，均依托云端超大算力集群运算，云端算力效率大幅提升，原本10秒的操作如今1秒即可完成，丝滑流畅。

医疗场景：核磁共振、CT全景扫描会产生海量高清影像数据，搭载CPO架构的医疗专用服务器，可实现海量医疗数据毫秒级传输、实时运算，快速完成影像重建与数据分析，大幅缩短等待时间，提升医院诊疗效率。

智能新能源车：搭载的多路高清摄像头、激光雷达、毫米波雷达，每秒产生海量路况数据，需要车载芯片实时汇总、运算、决策。搭载小型化CPO模组后，车载传感数据实现超低延迟传输，车辆应急避险反应从人类的200毫秒压缩至5毫秒以内，大幅提升自动驾驶的安全性与稳定性。

智能穿戴：CPO微型化封装技术可极致压缩光学硬件体积与功耗，未来量产AR设备重量有望控制在50克以内，与普通墨镜持平，同时续航翻倍、画面无延迟，真正实现全天候日常佩戴。

CPO作为AI时代的底层算力基建，未来会悄无声息地重构大众生活。

后记

前几天，特斯拉发布roadster2，直观感受：明明生活在同一个世界，却不是同一个维度。

这个世界一直在变，未来已来。

参考文献：

半小时讲透CPO：A股暴涨的黑科技是什么？