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CPO杀进交换机,光模块变天

概述:2026年是光通信行业分水岭——英伟达Quantum-X Photonics共封装光学(CPO)交换机今年初开始出货,Broadcom去年10月率先交付业界首款102.4T CPO以太网交换机,而可插拔光模块阵营同期把AI集群光互连市场做到165亿美元、2026年预计冲上260亿美元。光引擎正在从交换机面板上的「可换零件」变成主芯片旁边的「板载器件」。本文回答三个问题:CPO凭什么抢可插拔的饭碗、三大技术路线如何对垒、这场芯片战争对电信运营商和运维工程师意味着什么。


一、为什么光模块突然成了芯片战争的C位

干了十几年核心网和传输的老工程师都有一个肌肉记忆:机房里最不值钱又最烦人的,就是插在设备面板上的那些光模块。1G时代一个百来块,10G几百块,坏了就拔出来换一个,顺手得像换保险丝。

过去两年,这个「配件」的位置彻底变了。AI训练集群把服务器之间的东西向流量放大了几个数量级:一个十万卡级别的集群,GPU和GPU之间每一次参数同步都要过网络,光模块用量从「每台服务器两三个」膨胀到「每张GPU配八九个」。光模块从机房的耗材,变成了AI工厂里仅次于GPU的第二大开销。

数字可以说明一切。市场研究机构LightCounting在其2026年3月的以太网光模块报告里给出了一个惊人判断:AI集群光互连的年销售额有机会在2030年达到1000亿美元——报告标题里那个问号「$100 Billion by 2030?」,连分析师自己都觉得像输错了小数点。该机构同时确认,以太网光模块销售额2024年翻倍、2025年再增长70%,超出了其此前所有预测。TrendForce集邦咨询2026年4月的最新研究则给出了更保守但同样陡峭的曲线:AI光模块市场规模从2025年的165亿美元,涨到2026年的260亿美元,同比增长超过57%。

需求端被AI引爆之后,供给端的矛盾立刻显形:传统「交换芯片—SerDes走线—面板笼子—可插拔模块」的链路太长了,每多一段电通道,就多一份功耗、多一点抖动、多一个故障点。当单端口速率从400G爬到800G、再冲向1.6T,链路预算到了极限——这就是CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)登场的背景。

二、三条路线对垒:可插拔、LPO、CPO

把现在的技术路线掰开看,其实是三代方案的战争:

传统可插拔(带DSP重定时):光模块自带DSP芯片做信号重整,和交换芯片之间走长距电通道。优点是运维友好、多厂商可插拔、故障域隔离清晰;缺点是功耗大——DSP的功耗随着每lane速率上到200G而水涨船高,业内普遍认为到3.2T时代可插拔方案的功耗将难以为继。

LPO/LRO(线性直驱/半重定时):把模块里的DSP砍掉或简化,靠交换芯片SerDes的均衡能力直接驱动光引擎,功耗能省一大截。2025年OFC上新易盛现场演示了1.6T LRO方案,就是这个路线的代表。代价是对链路余量的压缩和互操作调测难度的上升。

CPO(共封装光学):干脆把光引擎和交换芯片封装到一起,电通道从几十厘米压缩到几毫米。这是「推倒重来」式的架构革命,也是英伟达和Broadcom同时押注的方向。

三家巨头的产品节点值得放进一张表里看:

维度 NVIDIA Quantum-X Photonics NVIDIA Spectrum-X Photonics Broadcom TH6-Davisson
交换芯片 Quantum-X800(InfiniBand) Spectrum-X系列(以太网) Tomahawk 6
交换容量 115.2Tb/s 100T~400Tb/s 102.4Tb/s
端口形态 144个800G端口 128×800G / 512×800G等配置 64个1.6TbE端口
宣称收益 功效3.5倍、弹性10倍 功效3.5倍、信号完整性63倍 相比可插拔大幅降功耗
散热 液冷 风冷为主 —
节点 2025年3月GTC发布,2026年初出货 2025年3月发布,2026年节奏交付 2025年6月发布TH6,10月CPO版出货

(数据来源:英伟达新闻稿、Broadcom新闻稿)

Broadcom这一代Davisson已经是其第三代CPO平台——从51.2T的Bailly算起,这家公司默默走了四年。英伟达在GTC 2025上公布的合作名单也值得细看:TSMC(硅光工艺+SoIC 3D堆叠)、Coherent和Lumentum(激光器)、Corning(光纤)、Fabrinet和富士康(组装)、住友电工——整条硅光供应链被点名到人。黄仁勋那句「把硅光子直接集成进交换机,是为了敲开百万GPU级AI工厂的大门」,本质上是在说:电互连的物理极限到了,不换架构上不去。

三、谁赢谁输?可插拔阵营的反击与优雅转身

如果CPO是未来,中际旭创、新易盛们是不是要被革命了?2025年年报给出的答案恰恰相反。

中际旭创(SZSE:300308)2025年营收382.4亿元人民币,同比增长60.25%;归母净利润107.97亿元,同比增长108.78%,其中光模块主业营收374.57亿元、占比98%。新易盛(SZSE:300502)2025年二季度单季净利润同比预增293%~386%。卖「旧路线」可插拔模块的两家公司,赚到了行业史上最多的一次钱。

逻辑有三层。第一,AI集群的光模块需求量太大,CPO产能爬坡期内的缺口全部由可插拔填补——英伟达新闻稿原话就承认「与Coherent、Eoptolink、Fabrinet、Innolight支持的可插拔光互连技术共同驱动增长」;第二,800G到1.6T可插拔本身仍在高速迭代,OSFP-XD、2VR4等新形态在OFC上密集亮相,DSP功耗通过3nm工艺和LRO变通在续命;第三,也是最容易被忽略的一层——CPO重新分配的只是模块厂的份额,而整张饼在以每年60%的速度变大。

真正的输家目前还不存在,但真正的赢家链条已经清楚:上游激光器(EML/硅光光源)、大功率CW光源受益于「4颗激光器顶过去16颗」的集成方案;TSMC用COUPE等硅光工艺把一块原本属于模块厂的价值收进了代工费;交换芯片厂则第一次把「光学」写进了自己的BOM。

四、对电信运营商:AI的光,迟早照进你的机房

读到这里,做核心网、做城域传输的工程师可能会问:这是数据中心的战争,和我有什么关系?关系有两条线,一条已经发生,一条正在路上。

已经发生的:800ZR/ZR+相干可插拔。AI工厂不再是单栋楼——当一个训练集群跨多个园区、多个电力分区部署,「scale-across」网络成为刚需。LightCounting在2026年4月的市场预测里明确判断:跨站点AI集群的互连需求将推动800G ZR/ZR+在2026年放量、1.6T ZR/ZR+在2028~2029年接棒,并维持DWDM市场2026~2031年13%的复合增速,且「这一预测可能还是保守的」。相干可插拔直接插在IP路由器和交换机上跑骨干级距离,意味着独立OTN平台在DC互联场景被IPoDWDM架构替代——运营商的城域波分、DCI产品选型和政企专线设计逻辑都要跟着改。三大运营商城域网里那批专门为数据中心互联预留的波分板位,正在从「备而不用」变成「供不应求」。

正在路上的:CPO的运维范式冲击。可插拔时代的光层运维有一套成熟方法论:光模块是FRU(现场可捄件),坏一个换一个,备件库按3%~5%比例配置,MTTR以分钟计。CPO把光引擎焊死在交换机主板旁边之后,这套逻辑全部失效——激光器坏了,换的不再是模块,而是整台(或至少是整个板卡)。故障域从「端口级」变成「整机级」,备件策略从「备模块」变成「备整机」,这对AI工厂客户是划算的(10倍网络弹性是英伟达的卖点),但对习惯了「半夜换光条」的传输工程师来说,维护对象发生了一次静默的迁移。另外液冷进机房(Quantum-X Photonics是液冷设计)意味着光层设备第一次要考虑漏液、冷却液管路和冷板维护——传输专业和暖通专业的边界,就这么被一根光纤和一根水管搅在了一起。

五、工程师视角:三个值得押注的能力

最后说点实在的。面对这场光互连架构革命,一线工程师能做什么?

  1. 把相干可插拔学明白。800ZR/ZR+是OIF主导的标准,IPoDWDM在城域DCI落地时,调测思路和传统OTN波分差异不小——相位噪声、FEC增益预算、开放式光线路系统(OLP/ILA)的配合,都值得提前补课。未来三年运营商招聘传输/数通复合背景工程师时,这是明显的加分项。

  2. 理解功耗账本的新算法。选型时不能再只看设备标称功耗,要看「每bit能耗」(pJ/bit)。CPO阵营喊的口号就是每bit能耗砍到几分之一,将来政企客户问「为什么这台交换机没有光模块面板」,你得能讲清楚背后是架构选择而不是配置错误。

  3. 盯住LPO/LRO的中间路线。它可能是可插拔和CPO之间存活最久的形态——保留可换FRU的运维友好性,又吃到大部分降功耗红利。互联网大厂已经在规模化验证,运营商在5G前传/中传的灰盒方案里也有机会借鉴。

光通信行业每隔十年换一次主角:2000年代是骨干DWDM,2010年代是接入PON,2020年代属于AI集群互连。而这一轮的特殊之处在于,变革的驱动力第一次不是来自电信运营商的需求,而是来自GPU。理解这一点,才能理解为什么交换机厂开始谈激光器,而模块厂开始谈代工。

参考来源

  1. NVIDIA Announces Spectrum-X Photonics, Co-Packaged Optics Networking Switches to Scale AI Factories to Millions of GPUs — 英伟达GTC 2025官方新闻稿:CPO交换机规格、3.5倍能效、生态伙伴名单
  2. Broadcom Announces Tomahawk 6 - Davisson, the Industry's First 102.4-Tbps CPO Switch — Broadcom官方:第三代CPO交换机TH6-Davisson出货,102.4T、64×1.6TbE
  3. ServeTheHome: Broadcom Tomahawk 6-Davisson 102.4T Switch with Co-Packaged Optics Shipping — 行业媒体对TH6-Davisson端口配置的技术确认
  4. TechNews:中际旭创2025年报,营收382.4亿元、净利107.97亿元 — 可插拔光模块龙头2025年报关键财务数据
  5. LightCounting: $100 Billion Market for AI Cluster Optics by 2030? (Ethernet Optics Report, March 2026) — AI集群光互连市场2030年千亿美元预测及2024~2025年增速
  6. TrendForce:全球AI光模块市场2026年将达260亿美元 — 2025年165亿→2026年260亿美元的市场规模测算
  7. LightCounting April 2026 Market Forecast — 800ZR/ZR+与1.6T ZR/ZR+放量节奏及DWDM市场13% CAGR预测
flowchart TD
    A["AI集群规模爆炸<br/>十万卡级GPU互联"] --> B["单端口速率 800G 走向 1.6T"]
    B --> C["传统可插拔:DSP功耗逼近极限"]
    B --> D["电通道太长:信号完整性告急"]
    C --> E["LPO/LRO 砍DSP省功耗"]
    D --> F["CPO 光引擎贴近交换芯片"]
    E --> G["保留FRU可换特性<br/>运维友好"]
    F --> H["NVIDIA Quantum-X<br/>2026年初出货 液冷"]
    F --> I["Broadcom TH6-Davisson<br/>102.4T 已出货"]
    G --> J["运营商城域DCI<br/>800ZR相干可插拔"]
    H --> K["AI工厂新范式<br/>整机级维护"]
    I --> K
    J --> L["IPoDWDM替代独立OTN"]
    K --> M["运维技能升级<br/>液冷与光层融合"]
    L --> M

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

[!tip] 51学通信知识星球 星主:爱卫生(微信:gprshome201101)——公众号「51学通信」创办者,19 年通信行业运维与讲师经验,著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书(各大电商平台有售)。 星球定位:深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域,主打运维岗位与信令分析。 当前规模:5200 篇主题 / 990 个回答,198 元/年。 加入福利:加入星球后请加爱卫生微信,拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题,另有群内分享。 AI 加持:51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy,使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例,做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。

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