随着人工智能数据中心对带宽和能效需求的持续攀升，光互连技术正迎来关键突破。天风证券最新发布的行业报告显示，共封装光学（CPO）交换机已进入量产阶段，英伟达与博通率先推出商用产品，台积电的COUPE硅光平台成为支撑这一变革的核心架构。
传统光模块采用"外置"设计，信号需绕行数十厘米路径，而CPO技术通过将光引擎直接集成至交换机芯片旁，将信号传输距离缩短至毫米级。据英伟达数据，这种设计使插入损耗从22dB降至4dB，信号完整性提升63倍，系统光功率效率最高提升5倍，网络韧性增强10倍。能效优势成为CPO技术快速普及的关键驱动力。
英伟达在GTC 2025大会上推出两条CPO产品线：Spectrum-X系列已实现全面量产，其首款512通道200G能力交换机系统集成于Vera Rubin平台，采用102.4Tb/s交换芯片；Quantum-X系列则通过液冷设计实现更高密度部署，单颗ASIC吞吐量达28.8Tb/s，集成18个1.6Tb/s光引擎。该方案通过取消DSP结构，使系统光功率效率提升5倍，激光器数量减少75%，运营成本显著降低。
博通作为CPO技术早期布局者，其Tomahawk 5-Bailly平台实现51.2Tb/s带宽，集成8个6.4Tb/s光引擎。最新升级的Tomahawk 6-Davisson平台带宽翻倍至102.4Tb/s，单调制器速率达200Gbps，光互连功耗降低70%，系统能效提升超3.5倍。值得注意的是，博通已将封装技术从SPIL的扇出晶圆级方案转向台积电COUPE架构，以解决单通道速率扩展瓶颈。
台积电的COUPE平台基于SoIC 3D混合键合技术，通过晶圆级垂直堆叠实现电子集成电路（EIC）与光子集成电路（PIC）的直接键合。这种设计使接口组合密度提升16倍，寄生电容降低85%，在相同功耗下实现40%能耗下降或170%速度提升。系统级测试显示，COUPE架构的单位能耗可降至2pJ/bit以下，延迟减少95%，较传统铜互连系统优势显著。
CPO技术的普及带动高密度互连器件需求激增。以英伟达X800-Q3450为例，其内部超过1000根光纤的走线管理催生了对光纤阵列单元（FAU）的旺盛需求，单台设备所需FAU数量较传统方案增长3-5倍。连接器领域，MPO方案通过并行传输提升布线密度，MPC连接器则通过微镜阵列实现0.6mm超薄设计，将插入损耗降至最低水平。
激光器可靠性问题通过外部激光源（ELS）方案得到解决。英伟达Quantum-X系统配备18个ELS模块，每个模块集成8个独立激光发射器，支持现场更换设计使激光器总数减少75%，网络韧性提升10倍。这种模块化设计允许激光器在独立温控环境中运行，有效规避热循环导致的故障风险。
成本结构显示，光引擎与混纤盒构成CPO交换机主要物料成本。以英伟达X800-Q3450为例，3.2T光引擎版本的光引擎总成本达3.5万至4万美元，组织千根光纤的混纤盒采购成本超3000美元。当前BOM总成本约7.06万美元，按60%毛利率估算，终端售价约17.66万美元，含三年服务总价突破20万美元，系统总功耗达3548瓦。报告指出，随着量产规模扩大，成本仍有优化空间。
