The demand for optical interconnects in AI data centers is accelerating, with the CPO penetration rate expected to reach 35% by 2030

英伟达在下一代 AI 计算架构上的战略部署，正加速推动光互连技术从数据中心边缘走向核心。

3 月 11 日，据集邦咨询 TrendForce 最新研究，随着 AI 集群规模持续扩张，铜缆传输的物理瓶颈日益凸显，光学传输技术在数据中心的战略地位显著提升。

集邦咨询预测，共封装光学器件（CPO）在 AI 数据中心光通信模块中的渗透率将稳步攀升，至 2030 年前后有望达到约 35%。

不过博通此前指出，虽然光传输是长期的替代趋势，但其核心的 SerDes 芯片技术正在不断突破铜缆的物理极限。凭借显著的成本和功耗优势，博通判断铜基方案至少在 2028 年之前，仍将是数据中心内部短距离互连市场的绝对主导者。

华尔街见闻提及，英伟达上周宣布向 Lumentum 和 Coherent 各投资 20 亿美元，合计 40 亿美元，并签署多年期采购协议，以优先锁定先进激光及光学器件供应。

此举被视为英伟达在关键光学组件上的重要布局，同时也表明未来 AI 计算基础设施对光学技术的依赖程度将持续加深。

集邦咨询指出，当芯片互连规模从单机架扩展至跨机架部署，例如由八个英伟达 NVL72 系统组成的 576-GPU 集群，铜缆互连将难以满足所需的性能与带宽要求。

英伟达 NVLink 6 通信协议将每通道传输速率定义为 400G SerDes，单 GPU 带宽上限高达 3.6 TB/s。在此极端传输速率下，铜缆电信号随距离衰减迅速，有效传输距离被压缩至不足一米。

此外，光学传输的竞争力集中体现在波分复用（WDM）技术上。该技术允许在单根光纤中同时传输多个波长信号，大幅提升传输密度，是铜缆方案难以企及的固有优势。

英伟达在 CPO 与硅光子领域的技术路线，采用台积电 COUPE 3D 封装技术，将逻辑芯片与光子芯片进行堆叠集成，并在硅光子芯片上集成 200G PAM4 微环调制器（MRM），在提升光引擎带宽密度的同时控制体积与功耗。

与此同时，多家主要云服务提供商正与新兴初创企业合作，积极开发新型光互连解决方案，为下一轮带宽需求做好储备，并为 CPO 技术的大规模商用铺垫基础。

集邦咨询预计，基于硅光子和 CPO 的光互连技术将率先在英伟达 Rubin 一代用于机架间（scale-out）数据传输，同时规划将其整合至未来的机架内（scale-up）互连架构。

就近期而言，CPO 在 AI 数据中心光收发模块中的占比预计在 2026 年仅约为 0.5%。

展望更长周期，随着硅光子与 CPO 封装技术持续成熟，集邦咨询判断，跨多机架的 scale-up 光互连方案最早可能在 Rubin Ultra 或 Feynman 一代出现。

至 2030 年前后，基于硅光子的 CPO 方案渗透率有望达到约 35%。集邦咨询同时提示，包括先进光互连架构及光学 I/O 在内的新型光学技术也可能在此期间相继涌现。