在數(shù)據(jù)中心算力需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)的背景下，光互連技術(shù)正經(jīng)歷前所未有的變革。線性驅(qū)動(dòng)可插拔光學(xué)（LPO）與共封裝光學(xué)（CPO）作為兩條并行的技術(shù)主線，從不同維度推動(dòng)光互連向更低功耗、更高密度、更優(yōu)成本方向演進(jìn)，正重塑數(shù)據(jù)中心的底層架構(gòu)邏輯。

    光互連的核心組件：從信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同體系
    光互連技術(shù)的高效運(yùn)行，依賴三大核心組件的精密協(xié)同。光模塊作為光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵橋梁，一端連接電信號(hào)系統(tǒng)，另一端接入光信號(hào)傳輸鏈路——發(fā)射端通過(guò)激光器將電信號(hào)調(diào)制為光信號(hào)，接收端借助探測(cè)器將光信號(hào)還原為電信號(hào)，同時(shí)支持從100G到1.6T的多速率標(biāo)準(zhǔn)，可滿足50米至2公里的不同傳輸距離需求。然而，在傳統(tǒng)光模塊中，數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）芯片的功耗占比高達(dá)50%，已成為制約其效率提升的關(guān)鍵瓶頸。

    光數(shù)字信號(hào)處理器（oDSP）是光模塊的核心電芯片，在物料清單（BOM）成本中占比20%-30%。在數(shù)通場(chǎng)景中，PAM4oDSP通過(guò)4電平調(diào)制將單通道速率提升至50G/100G，并可補(bǔ)償信號(hào)失真；在電信長(zhǎng)距場(chǎng)景中，相干oDSP采用QPSK等相干調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高靈敏度傳輸。但需注意的是，800G光模塊中oDSP的功耗達(dá)6-8W，已成為光模塊功耗控制的主要挑戰(zhàn)。

    交換機(jī)交換芯片作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中樞，承擔(dān)高速數(shù)據(jù)幀的路由與轉(zhuǎn)發(fā)功能。其支持多端口高速連接（如112GSerDes），可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備間的低延遲數(shù)據(jù)交換；同時(shí)集成PAM4調(diào)制、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）及流量控制功能，保障信號(hào)完整性。在LPO方案中，交換芯片還需承擔(dān)部分原由oDSP實(shí)現(xiàn)的信號(hào)補(bǔ)償功能，如線性均衡和時(shí)鐘恢復(fù)，是技術(shù)協(xié)同的重要節(jié)點(diǎn)。

    LPO：可插拔架構(gòu)的減法革新
    LPO的技術(shù)突破源于對(duì)傳統(tǒng)可插拔光模塊的減法式優(yōu)化。其核心特征是去DSP化：通過(guò)高線性度的Driver/TIA芯片替代DSP，取消時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）及復(fù)雜數(shù)字處理環(huán)節(jié)，直接降低800GLPO模塊的功耗、成本與延遲。同時(shí)，LPO保留QSFP-DD/OSFP等可插拔封裝形式，支持熱插拔維護(hù)，適用于短距（<2km）AI算力集群及成本敏感場(chǎng)景。

    在實(shí)際應(yīng)用中，LPO的節(jié)能效益顯著。以單機(jī)柜部署100個(gè)400GLPO模塊為例，在電源使用效率（PUE）為1.5的環(huán)境下，年電費(fèi)可節(jié)省超2000元，散熱成本同步降低。更重要的是，LPO推動(dòng)了供應(yīng)鏈重構(gòu)——減少對(duì)Marvell、Broadcom等DSP廠商的依賴，為Driver/TIA芯片的國(guó)產(chǎn)化提供了廣闊空間。

    不過(guò)，LPO的應(yīng)用存在一定局限性。其性能依賴交換機(jī)ASIC的信號(hào)補(bǔ)償能力，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中競(jìng)爭(zhēng)力較弱，更適合同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。目前，基于OIFCEI-112G-Linear-PAM4協(xié)議，800GLPO部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商用，但224GSerDes的技術(shù)成熟仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。
    CPO：共封裝架構(gòu)的集成化革新

    與LPO的減法邏輯不同，CPO通過(guò)集成化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)性能躍升，其技術(shù)路徑沿近封裝方向演進(jìn)：從光學(xué)引擎與芯片同板（NPO）到芯片與光引擎共封裝（CPO），信號(hào)傳輸距離從10厘米縮短至毫米級(jí)，功耗降低30%-50%。這種物理距離的縮短，成為突破性能瓶頸的關(guān)鍵。

    CPO的集成形態(tài)持續(xù)深化，分為A型（2.5D封裝）、B型（Chiplet封裝）和C型（3D封裝），逐步實(shí)現(xiàn)硅光芯片與交換ASIC的深度融合。硅光技術(shù)是CPO的核心支撐，其高密度光器件集成能力使CPO可承載超高帶寬——1.6TCPO系統(tǒng)支持51.2T總帶寬，延遲降至亞納秒級(jí)，可滿足AI訓(xùn)練集群的超高帶寬需求。

    但CPO的發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)。初期依賴專有設(shè)計(jì)（如NVIDIAQuantum-X），缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；且光引擎故障需整機(jī)更換，運(yùn)維成本較高。不過(guò)，隨著硅光技術(shù)的成熟，這一局面將逐步改善，預(yù)計(jì)2030年硅光在光器件市場(chǎng)的份額將達(dá)60%，為CPO的規(guī)?；瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)。
    未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：多技術(shù)協(xié)同共存的生態(tài)格局

    LPO與CPO并非替代關(guān)系，而是將長(zhǎng)期協(xié)同共存。中短期內(nèi)（2025-2027年），LPO將依托成本與部署靈活性優(yōu)勢(shì)，在AI算力集群和中小數(shù)據(jù)中心快速滲透，預(yù)計(jì)2027年新增超800萬(wàn)個(gè)1.6TLPO端口；長(zhǎng)期來(lái)看（2030年后），隨著硅光工藝與生態(tài)的完善，CPO將在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心逐步商用，尤其在100T+速率場(chǎng)景中發(fā)揮核心作用。此外，傳統(tǒng)DSP方案仍將在長(zhǎng)距、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主流，并通過(guò)鏈路優(yōu)化DSP（LinkOptimized-DSP）降低功耗。

    兩種技術(shù)的協(xié)同還體現(xiàn)在底層技術(shù)的共通性上。硅光技術(shù)既是LPO降低Driver/TIA成本的關(guān)鍵，也是CPO實(shí)現(xiàn)高密度集成的核心，成為連接兩者的底層支撐。同時(shí)，3D封裝和硅通孔（TSV）技術(shù)推動(dòng)CPO向C型封裝演進(jìn)，進(jìn)一步縮小體積并提升散熱效率。
    在標(biāo)準(zhǔn)層面，IEEE802.3和OIF的推進(jìn)將加速LPO的互聯(lián)互通；CPO則需構(gòu)建開放生態(tài)以解決兼容性問(wèn)題。

    技術(shù)演進(jìn)中的產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)
    LPO與CPO的并行發(fā)展，標(biāo)志著光互連技術(shù)從可插拔主導(dǎo)邁向集成化多元演進(jìn)階段。中短期內(nèi)，LPO將以降本增效優(yōu)勢(shì)占據(jù)主流；長(zhǎng)期來(lái)看，CPO憑借極致性能成為超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的重要選擇，傳統(tǒng)DSP方案在特定場(chǎng)景中持續(xù)發(fā)揮作用。
    此次技術(shù)革新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈深度重構(gòu)：芯片廠商需在DSP與硅光領(lǐng)域平衡布局，光模塊廠商需協(xié)調(diào)技術(shù)投入與市場(chǎng)需求，代工廠則需加大硅光產(chǎn)能建設(shè)。而統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定與開放生態(tài)的構(gòu)建，將成為決定技術(shù)落地進(jìn)程的關(guān)鍵因素。
    在AI與算力需求持續(xù)增長(zhǎng)的背景下，LPO與CPO的協(xié)同演進(jìn)將為光互連技術(shù)開辟更高效、更智能的發(fā)展路徑，支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底層算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。