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近封装光学(NPO)因共封装光学(CPO)面临实施挑战而获得行业关注。

光学互连竞争推动架构灵活性;NPO简化的部署模式可能加速数据中心光纤采用。
行业媒体Slicast · 2026年8月13日 UTC 16:52 · 全球 · 来源: Tom's Hardware
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SemiAnalysis在8月10日发布的X平台三部分帖子中论证了近封装光学(NPO)的应用前景,将该架构描述为行业从可插拔收发器向真正共封装光学(CPO)过渡的中间方案。该公司认为NPO具有三大优势:现场可更换模块、故障影响范围限制在单个插座单元内,以及更简单的组装流程,因为光学引擎与交换ASIC分开封装。

仅在两个月前,SemiAnalysis发布了一份研究报告,将CPO在横向扩展网络中的大规模应用推迟到2027年,全面生产推迟到2028年或2029年。该预测在一个交易日内使Applied Optoelectronics股价下跌17%,Lumentum股价下跌约8%,甚至引来对标分析师的公开反驳。

如果这种悲观情绪被证明是合理的,NPO将获得更多机遇。Broadcom在2026年3月的OFC(光纤通信展)上展示了一条基于VCSEL的3.2T NPO产品线,同一周有六家连接器和光学公司组成了一个标准组织,旨在为这类设备定义通用插座。

前面板可插拔收发器与交换ASIC之间的铜迹线距离为15至30厘米,在典型800G模块14至17瓦的功耗预算中,清理信号的数字信号处理器(DSP)就消耗了6至8瓦。CPO通过将光学引擎挂载在与ASIC相同的封装基板上缩小了这一距离至毫米级,从而消除了DSP。据Broadcom介绍,这使其共封装Tomahawk交换机的光学功耗降低了70%;Nvidia在1.6T链路上的数据显示,单链路功耗从约30瓦降至9瓦。

NPO介于两者之间,将光学引擎从前面板移至ASIC旁边,距离足够近以缩短电气路径并消除DSP,但光学引擎位于自身的引擎基板上,而不是ASIC的封装上。该模块通过插座与电路板配接,因此光学引擎可像可插拔模块一样在现场拆卸和更换;而回流到CPO基板上的光学引擎则无法进行现场维修。SemiAnalysis在1月份的CPO深度分析中将NPO定义为共封装到独立基板上但"保持可插座性"的光学引擎。

另一种流通中的中间架构是线性可插拔光学(LPO),它采取相反的路线,去除DSP但将光学器件保留在标准前面板模块中,将每个800G端口的功耗降至约7至8.5瓦,代价是传输距离和互操作性问题,同时将光学引擎留在前面板而不是移至ASIC旁边。

经过焊接的CPO基板没有返工路径,因为拆卸回流并填充的光学引擎需要在距ASIC和封装上其他光学引擎仅数毫米的地方施加220至260摄氏度的焊接熔化温度,而光学引擎内部的亚微米级光纤对齐无法承受第二次热循环。因此,一个故障的光学引擎将导致交换ASIC、基板以及附着在其上的所有其他光学引擎报废。

SemiAnalysis在6月份的报告中对一个假设的32引擎封装进行了成本计算。在每个引擎95%的附着良率下,复合良率接近19%——大约五个组件中有一个合格。GlobalSemiResearch发布了逐点反驳,辩称该计算仅冻结在单一悲观快照中的良率,忽视了筛选、分选以及Nvidia在Spectrum-X中为冗余设计的备用引擎。

Meta在2026年OFC展会上展示的可靠性结果表明,共封装光学在故障率上可以超越可插拔产品,Broadcom表示其CPO系统在Meta测试中记录了超过100万个累计400G等效端口小时,未出现一次链路闪烁。

激光器历来是故障率最高的光学元件,在两种架构中都位于封装外:OIF的ELSFP标准发布于2023年8月,定义了一个热交换外部激光模块,CPO和NPO设计都采用了这个标准。调制器、光电探测器和光纤附接保留在光学引擎内部,因此这些部件中的任何故障都意味着要么更换一个插座模块,要么报废一个焊接模块。

Nvidia的Quantum-X Photonics InfiniBand交换机今年进入生产部署,在18个硅光子光学引擎上承载144个800G端口,这些引擎安装在可拆卸的光学子组件上,由18个可拆卸的外部激光模块供电。Nvidia将该设计推向市场时定位为CPO,但可从封装上拆卸的光学引擎和从前面板滑出的激光器具有SemiAnalysis分配给NPO的可维护性特性。以太网对应产品Spectrum-X Photonics预计将在今年下半年推出,最多可提供512个800G端口。

Broadcom同时运行两种架构。其51.2T Bailly CPO交换机自2024年以来已在系统合作伙伴Micas Networks进行大规模生产;其102.4T Tomahawk 6 Davisson去年10月开始交付给客户;在2026年OFC展会上,它又推出了3.2T VCSEL基础NPO产品线作为单独产品,针对那些想要密度但不想承诺焊接的买家。

鸿海互联科技(Foxconn Interconnect Technology)自去年5月以来一直为Bailly进行无焊LGA对LGA插座和可插拔激光源笼的全面生产,而Ciena、Coherent、Marvell、Molex、Samtec和TeraHop在2026年OFC展会推出了Open CPX MSA,以标准化涵盖NPO和CPO的插座式光学引擎接口。LightCounting首席执行官Vladimir Kozlov在MSA发布公告中被引述说,赌注是"年端口出货量预计在五年内超过1亿个",而2025年共封装和近封装端口不足100万个。

台积电的COUPE光学引擎今年以第一代可插拔形式进入大规模生产,第二代共封装版本目标约在2027年推出,第三代将光学器件移入处理器封装内部。如果这些日期能够实现,NPO作为中间架构的运行期将持续两到三年。然而,如果SemiAnalysis的2029扩产时间表更接近现实,那么NPO将在本十年剩余时间内承载产量,为已经缺乏激光器和封装产能的光子供应链增加需求。

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近封装光学(NPO)因共封装光学(CPO)面临实施挑战而获得行业关注。 · Slicast