瑞銀近期在參加半導體論壇后發現,在 AI 數據中心功耗飆升、銅纜傳輸瓶頸日益明顯的背景下,共封裝光學 CPO 正在成為下一階段 AI 基礎設施升級的關鍵路徑。
9 月 13 日,據追風交易臺消息,瑞銀在最新研報中稱,共封裝光學 ( CPO ) 技術趨勢今年變得 " 尤為清晰 ",行業專家預測功耗優化將在 2028 年達到關鍵節點。
研報指出,博通、Ayar Labs 與 Lumentum 三位專家在半導體論壇上的發言表明,CPO(共封裝光學)正逐步突破功耗與集成瓶頸,或將在 2028-2029 年開啟 AI 服務器互連的大規模應用。
博通表示,目前阻礙 CPO 全面替代銅纜的關鍵是其能耗仍高于 10 皮焦 / 比特(pJ/bit),但預計 2028 年中期解決方案將降至 10 皮焦 / 比特以下,2029 年先進方案可低至 5 皮焦 / 比特。屆時,CPO 將真正具備大規模部署能力。
Ayar Labs 則強調 AI 數據中心功耗急劇上升推動 CPO 需求,計劃通過光學 I/O 解決方案將 576 GPU 系統的機架功耗限制在 100kW 以內。Lumentum 則表示,憑借其在化合物半導體材料和超高功率激光器方面的技術優勢,為下一代 3.2T 光接口鋪路。
博通:CPO 能耗將于 2029 年降至 5pJ/bit 以下,銅纜已臨界
Broadcom 首席技術專家 =Tzu Hao Chow 表示,AI 服務器網絡的 " 橫向擴展 " 已普遍采用可插拔光模塊,并逐步向 CPO 過渡。而 " 縱向擴展 " 仍依賴銅纜,但面臨顯著物理極限——當單通道速率從 100G 提升到 200G 時,銅纜的有效傳輸距離從 4 米縮短至 2 米,即便加裝中繼芯片,提升也極為有限。
Chow 指出,目前阻礙 CPO 全面替代銅纜的關鍵是其能耗仍高于 10 皮焦 / 比特(pJ/bit),但預計 2028 年中期解決方案將降至 10 以下,2029 年先進方案可低至 5 pJ/bit。屆時,CPO 將真正具備大規模部署能力。
他還對比了博通自研的兩種光模塊技術:硅光(SiPh)方案與 VCSEL 方案。
SiPh 在帶寬、傳輸距離(可達 2 公里)和功耗上更具優勢,適合數據中心互連;而 VCSEL 在成本和短距傳輸(30 米以內)方面依然占據一席之地。
Ayar Labs:AI 數據中心耗電爆表,CPO 是唯一路徑
Ayar Labs 創始人 Mark Wade 直指痛點:"Meta 的新型 Hyperion 數據中心將在 2030 年耗電達 2GW,2035 年更升至 5GW,相當于路易斯安那州全州居民用電的 1.5 倍。"
他表示,AI 訓練任務的指數級增長使得數據中心機架功耗成為制約擴容的瓶頸。Ayar Labs 的 CPO 方案,包括 TeraPHY 光學 I/O 芯粒與 SuperNova 多波長光源,將使得:
單機架部署 576 顆 GPU 系統功耗控制在 100kW(2027 年)
即使擴展至 2048 顆 GPU,也能將單架功耗穩定在 100kW 以內(2029 年)
此外,Wade 認為 AI 硬件正在從 " 敘事 " 轉向 " 水管 " 階段,即底層互連和電力系統的基礎設施化。他強調,光 I/O 技術將使 AI 計算效率(tokens/sec)與成本比(throughput/$)同時提升,真正實現性能與盈利的雙贏。
目前 Ayar 已獲得來自 AMD、英偉達、英特爾與臺積電的投資,并與 Alchip 合作,在臺積電 COUPE 平臺上推動光學集成。
Lumentum:VCSEL 技術成熟,正為 3.2T 光接口鋪路
在更靠近器件層面,Lumentum 首席光子專家 Matt Sysak 強調,該公司擁有從砷化鎵(GaAs)到磷化銦(InP)等復合半導體材料的深厚積累,并可提供 MEMS 光開關、高速激光器等核心器件。
英偉達正采用 Lumentum 的超高功率激光器作為其 Spectrum-X CPO 交換機的光引擎,標志著傳統 GPU 巨頭已在網絡基礎設施中全面引入光技術。
Lumentum 最新發布的 PAM4 調制激光器(400G/448G/450G)及分布反饋調制器(DFB-MZI)正為下一代 3.2T 光接口奠定基礎。
同時,其在 FaceID 場景下累計出貨超千億數量級的 VCSEL 激光器,也在服務器集群中展示出高可靠性與低成本優勢,適合短距規模化互連。