摘要：“带宽饥渴”四个字，已经不足以形容今天的数据中心。A100 到 H100 的算力翻 4 倍，背后的数据洪流却翻了 10 倍；GPT-4 训练一次就要跑 2.4 万块 GPU，相当于把全北京的摄像头同时直播 30 天。光电转换环节一旦掉链子，再贵的算力卡也只能“

“带宽饥渴”四个字，已经不足以形容今天的数据中心。A100 到 H100 的算力翻 4 倍，背后的数据洪流却翻了 10 倍；GPT-4 训练一次就要跑 2.4 万块 GPU，相当于把全北京的摄像头同时直播 30 天。光电转换环节一旦掉链子，再贵的算力卡也只能“空转”。于是，老牌“外挂”传统光模块和 2024 最火“原生”CPO（Co-packaged Optics）被反复拎出来对比——它俩到底差在哪？能不能一步到位“上 CPO”？

先拆定义：一个是“U 盘”，一个是“SoC”

传统光模块：把激光器、Driver、TIA、DSP 塞进一个金属小盒子，通过金手指插在交换机前面，像给电脑插 U 盘，即插即换。

CPO：把光器件直接“长”在交换芯片的封装基板上，电信号一出门就撞见光波导，像手机 SoC 集成基带，再也分不开。

前者是“外挂”，后者是“原生”。

拆性能：五组硬指标，差距肉眼可见

1. 信号路径

传统模块：芯片→PKG→PCB→连接器→模块→光纤，全程 10 cm+，每厘米 0.5 dB 损耗，800G 信号还没出机框就衰减 6 dB。

CPO：芯片→2 mm 硅光波导→光纤，损耗

2. 功耗

800G DR8 传统模块：实测 17.8 W，其中 40% 花在驱动+CDR+散热片。

CPO：同样 800G，把 Driver 做到 3 nm 制程，紧靠交换芯片，实测 10.4 W，再和主芯片共用散热器，机房 PUE 直接降 0.08。

3. 速率天花板

传统：QSFP-DD 8×100G 已量产，OSFP-XD 16×100G 在实验室，但信号完整性把速度锁在 1.6 T。

CPO：硅光+共封装，32×200G 已跑通 3.2 T，台积电 COUPE 路线图指向 6.4 T，只等 112 GBaud 激光器成熟。

4. 端口密度

1U 交换机面板：放 32 个 QSFP-DD 已是极限，对应 25.6 T。

CPO：光器件让出面板，同尺寸做到 51.2 T 交换芯片，64 个 800G 端口轻松塞进 1U，机房“机柜亩产”翻倍。

5. 成本&可维护

传统：100G 模块 300 元，800G 模块 4500 元，坏了拔下来 30 秒换完，运维小哥最爱。

CPO：800G 时代单价 1.2 万元，且“换光”=“换板”，一次故障就要下电拆整机，OPEX 翻 3 倍；不过 2026 年台积电把硅光 wafer 成本压到 300 美元/片，价格有望腰斩。

拆场景：谁才是“对号入座”的良配？

传统光模块——“六边形战士”

• 数据中心 Leaf-Spine：10G~400G 主力，拼的是性价比。

• 运营商 DCI：80 km 相干 ZR 模块，插拔式维修让野外施工成本最低。

• 企业/工厂：温湿度极限、电磁干扰，独立金属壳体抗造。

CPO——“特种兵”

• AI 超算集群：H100 到 B100 之间，单端口 800G，延迟每降 1 ns，就能多跑 512 张卡同步梯度，省下的电费用一年回本。

• 51.2 T 交换机：Broadcom Tomahawk5 配 64×800G，只有 CPO 能把 64 个激光器塞进 4000 mm² 封装里。

• 太空/舰载：对体积克克计较，CPO 把光引擎压到 3 mm 厚度，比传统方案轻 42%。

拆时间线：未来五年，谁主沉浮？

2024-2025：CPO 小批量，Google、Meta、阿里、腾讯四大云厂合计部署 ≤10 万端口，只占全球 800G 出货 5%。

2026-2027：51.2 T 芯片成为 Spine 主流，CPO 成本降到传统模块 1.5 倍，年复合增速 65%，高端场景渗透率 35%。

2028-2030：硅光激光器可靠性>50 万小时，CPO 首次下探 400G，传统模块在 100G-400G 依旧统治，但 800G 以上市场 CPO 占 60%，形成“高端 CPO、中低端可插拔”长期共存格局。

拆谣言：三大误区一次澄清

误区 1：CPO 会全面取代光模块

真相：2028 年全球光模块出货量 3.5 亿只，CPO 仅 3000 万端口，90% 场景仍需要可插拔。

误区 2：CPO 坏了就要报废整台交换机

真相：台积电 COUPE、Intel OCI 均设计“激光器可热插拔”子卡，5 分钟更换，MTTR 已缩短到 45 分钟，接近传统模块。

误区 3：CPO 更省电，所以数据中心都能省电费

真相：只有 51.2 T 以上 Spine 节点功耗下降显著；Leaf 节点仍以 10G-400G 为主，省下的电被 GPU 翻倍吃回去，整站 PUE 降幅有限。

拆给供应链：国产机会在哪？

• 硅光：中际旭创、光迅、海信已量产 400G 硅光芯片，2025 年 800G 硅光 Wafer 月产能 30 k，成本有望再降 20%。

• 封装：长电、华天、通富已拿到 Broadcom、NVIDIA 的 CPO 封测订单，国产替代率从 0→40% 只用 2 年。

• 激光器：武汉敏芯、苏州长瑞 100 mW 大功率 CW 激光器 2024 Q4 通过 5000 小时 HTOL，打破 II-VI、Lumentum 垄断，价格直降 35%。

拆结论：外挂不死，原生当立

传统光模块像 USB-C 接口，万能、便宜、好修，会长期统治“中低速+长距离”；

CPO 像 M1 芯片，把光电一体化做成 SoC，省功耗、省空间、冲速率，注定拿下“800G 以上+AI 集群”制高点。

未来十年的光互连，不是“谁干掉谁”，而是“外挂”与“原生”各守城池，共同把数据洪流从 800G 扛到 6.4T，再到 1 Pbps。

来源：睿智的鄭蜀黍