随着数据中心和人工智能应用的快速发展，对CPO技术的需求不断上升。 CPO技术被认为是实现高集成度、低功耗、低成本、小尺寸的最佳封装解决方案之一，被业界公认为未来高速光通信的主流产品形态，有望成为未来行业竞争的主要焦点。 从长远来看，随着技术的不断演进和市场的逐步扩大，CPO有望重塑光通信产业链，推动光模块从可插拔向密封模块的转变。 根据市场研究公司Lightcounting**的数据，CPO技术的出货量预计将从800g增加到16T端口数量将逐步增加，2024-2025年开始商用。 到2026年至2027年，CPO技术有望实现规模化量产，其市场份额将保持快速增长。 据**介绍，到2025年，800G CPO出货量将超过100万台，800G和16T CPO的总销售额将超过2亿美元。 到 2026-2027 年，800g 和 1预计到2027年，6T CPO的市场份额将保持70%以上的同比增长，并突破8亿美元大关。 CPO 有望成为云提供商数据中心的主要使能技术，最初应用于超大规模数据中心，随后是低延迟和高速应用，以推动 CPO 需求，人工智能、机器学习和其他领域成为主要驱动力。 可插拔光模块与共封装的光学对比：
简介**： Yole
在传统的光通信系统中，光模块和芯片之间的连接往往相当复杂，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能降低通信效率。 随着CPO技术的出现，这种情况发生了根本性的变化。
共封装光学（CPO）技术采用创新的封装方法，将光模块和芯片紧密封装在同一封装中，从而大大减少了它们之间的连接长度和距离。
简单来说，CPO就是不断将光模块向开关芯片靠拢，缩短芯片与模块之间的布线距离，逐步取代可插拔光模块，最后将光引擎和电开关芯片封装成芯片。
来源**：YoleCPO技术通过将光模块光引擎和电芯片封装在一起，仅保留光端口作为与外界的接口，实现了光模块封装技术的重要突破。 这种封装方式有效地缩短了光引擎与开关芯片之间的距离，从而降低了整个系统的功耗，提高了信号密度，降低了数据传输的延迟。 此外，共封装的光技术大大缩短了IC与光引擎之间的距离，从而降低了Serdes的功耗，提高了集成度，有效避免了多通道可插拔光模块的良率下降问题。 CPO结构演进图：
来源**：腾讯云的CPO解决方案绕过了传统光模块中的DSP（Digital Signal Processing）单元和散热结构，采用了硅光子模块和超大规模CMOS芯片的共封装方式。 对于数据中心，光纤每个核心的容量有限，通常只有 100-400g。 实现大规模数据吞吐量需要不断增加的通道数量。 CPO技术可以通过提高集成度，允许在有限的空间内容纳更多的通道来满足这一需求，从而大大提高数据中心的吞吐能力。 据相关数据显示，采用CPO技术后，光连接所需的功率预计将降低50%以上。 这意味着数据中心可以在保证高性能的同时，实现更绿色、更节能的运营，在AI和高性能计算场景中具有更明显的竞争优势。
与可插拔光模块相比，CPO可以节省功耗
事实**：思科
CPO技术目前处于产业化的早期阶段，虽然潜力巨大，但仍面临一系列亟待解决的关键技术问题。 CPO 在许多方面都面临着重大的技术挑战，包括流程、**和测试。 其中，包装工艺能力是制约CPO技术发展的关键因素之一。 CPO的封装涉及TSV（硅通孔）和T**（玻璃通孔）等各种先进和复杂的封装技术。 这些技术各有优缺点，需要在研发和制造过程中不断探索和优化，才能找到最可靠的解决方案。 CPO技术的发展还面临着许多其他方面的挑战。 例如，如何选择合适的光引擎调制方案，以保证数据传输的准确性和稳定性; 如何构建光引擎内部组件之间的封装，实现高效的光电转换和信号传输; 以及如何实现可行的高耦合效率光源耦合量产，以提高整体光学性能。 根据市场研究公司CIR的一份报告，在CPO技术发展的早期阶段，即2023年，超大规模数据中心CPU设备的收入将占CPO市场总收入的80%。 这表明CPO技术的部署将在很大程度上受到数据中心交换速率的驱动。 随着数据中心切换速率的不断提高，对CPO技术的需求将持续增长。 因此，解决上述关键技术问题，推动CPO技术产业化进程，满足未来数据中心需求，具有重要意义。 
当前 16T光模块正在加快商用步伐，市场需求初现，有望成为2025年发展的核心趋势。 根据Yole数据**，到2025年，CPO市场将由16T光引擎引领应用趋势。 而随着费率的不断迭代，2025年后 32T光引擎市场占有率将快速提升，16吨的份额正在逐渐减少。 2030年6月4T光引擎有望开始规模化生产，带动整体市场空间快速增长。 随着共封装光技术的不断成熟和成本的降低，采用该技术的光模块将逐步实现规模化应用。 2023 年 11 月，NVIDIA 发布了其首款配备 HBM200E 内存的新 GPU H3。 根据英伟达最新的产品路线图，它计划在2024年推出更高性能的B100 GPU，而支持的IB交换机Quantum和以太网交换机Spectrum也将升级到800G接口。 这一趋势将进一步带动网络连接端口速率的提高，这将加速 16T光模块商业化 目前，包括中际旭创、信义晟、光迅科技等在内的多家国内光模块企业纷纷宣布推出16T光模块产品。 这些产品主要采用100G Serdes作为电气接口，单波200G技术用于光接口，表明相关企业具有一定的产品成熟度。 据中际旭创介绍，其AI大客户已明确提出16T光模块，满足未来更高带宽、更高算力的GPU需求。 这种需求的变化预示着 16T光模块将在数据中心和AI计算的未来发挥重要作用。 中际旭创预计，2024年16T光模块的主要工作将集中在测试、认证和小批量需求上，而真正的大规模生产和应用将在2025年开始。 主要CPO供应商的进展：
来源**：投资**自2020年以来，CPO逐渐从学术研究成果转变为满足市场需求的产品。
全球多家不同背景的大型厂商已开始布局该领域的研发。
目前，AWS、Microsoft、Meta、Google等云计算巨头，以及思科、博通、Marvell、IBM、英特尔、英伟达、AMD、台积电、GF、Ranovus等网络设备巨头和芯片龙头，都在前瞻性地布局CPO相关技术和产品，推动CPO标准化。
Meta 和 Microsoft 共同创建了 CPO 联盟，旨在吸引各个行业领域的领先企业加入，共同推动 CPO 标准的建立和产品开发。 英特尔、博通和 Marvell Technology 等行业领导者已经推出了多款基于 CPO 的量产产品。 英特尔在其技术路线图中提到，未来可能会将XPU与光引擎相结合，利用光信号实现芯片之间的数据通信。 该公司已经在 2020 年展示了业界首款基于 CPO 技术的交换机产品，拥有 12 个8TBPS 赤脚 Tofino2 芯片和 1 个6Tbps光引擎共封装。 此外，英特尔还与 Ayarlabs 合作，在 2022 年报告了使用 FPGA 和硅光子芯片的光 IO 链路，并首次进行了验证512Tbps带宽信号互连。
intel 1.6 吨硅光子学引擎，带 128T可编程以太网交换机，带集成CPO交换机物理：
思科通过收购 Lightwire、Luxtera 和 Acacia 等硅光子学公司开发了其 CPO 技术。 2020年，ACACIA推出了400G硅光模块解决方案，首先将分立光器件集成到PIC芯片中，然后在SOI上与自主研发的DSP电芯片集成，最后将外部激光器封装到光模块中。 Acacia 还与芯片制造商 Inphi 在 CPO 技术领域合作，计划推出 51。 未来基于CPO技术2Tbps 开关。 国内CPO领域的发展仍处于发展阶段。 与国外企业相比，国内企业进入CPO领域普遍较晚，在产品开发进度和技术研究方面存在一定差距。 作为国内唯一的本土CPO技术标准，CCITA牵头的CPO标准正在结合国内外光互联技术发展和应用场景的差异，联合国内光模块、光模块芯片、电驱动放大器芯片、光源、连接器等厂商，共同打造更适合中国的CPO标准。 这一举措有望促进国内CPO技术的快速发展和应用。 国内厂商包括光迅科技、亨通光电、中际旭创、华工科技、信义盛、通宇通信、海信、博车科技、剑桥科技、联安特科技、瑞捷网络等，已开始涉足光电共封装领域; 在设备厂商和终端用户方面，华为、腾讯、阿里巴巴等大型厂商也纷纷进入游戏。
凭借400G时代的先发优势，国内龙头厂商有望在高速光模块时代继续取得领先优势，在共封装光领域取得突破。 国内部分厂商CPO进展：
来源**：大数据时代光电共封装技术的机遇与挑战“ 天府通信、联安特科技等上游光器件领域的龙头企业，正积极拓展业务版图，与国际行业巨头携手，共同开发创新的CPO光引擎。 随着光模块的周期性代际更新，下游市场对功耗、成本等关键指标提出了更高的要求。 这推动了CPO、硅光子学等技术的不断渗透和普及，为更多光模块厂商进入高端产品链打开了大门。 这一趋势不仅为这些企业带来了转型升级的机遇，而且随着最高成本的逐步降低，光模块企业的盈利能力也有望企稳甚至进一步提升，从而在整个行业形成更加良性的发展循环。 随着AI大模型训练的快速增长，AI服务器集群的建设需求也急剧增加。 这不仅推动了集群内通信技术的创新，而且还创造了对高性能设备（如AI数据交换机和高速光收发器）的明确需求。 加快高端光模块和CPO的国产化进程，提高自主创新能力，已成为我国光通信产业面临的一项重要任务。
目前，CPO中还有很多关键技术问题亟待解决，如如何选择光引擎的调制方案，如何构建光引擎内部组件之间的封装，如何实现可行量产的高耦合效率光源耦合等。 基于EML和DML等分立式光引擎的传统设计已无法满足共封装的一些空间要求。 从行业趋势来看，CPO将达到512T开关时代将成为重要的技术流派，几年后将成为光通信行业不可或缺的技术，硅光子技术的结合将最大限度地发挥共封装产品的优势。