光通信是以光信号承载信息、以光纤等作为传输介质的通信方式。其基本过程，是先把芯片产生的电信号转换成光信号，通过光纤传输，再在接收端还原成电信号。

在这个过程中，激光器负责提供光源，调制器把数据加载到光信号上，探测器负责接收光信号，Driver、TIA等高速电芯片完成驱动与放大，光模块则把这些器件集成为可以在通信设备中使用的光电转换单元。

因此，光通信并不只等于光模块，而是一条由光芯片、高速电芯片、激光器、光器件、光纤连接、光模块、交换设备和数据中心应用共同组成的产业链。

其上游包括激光芯片、探测器、调制器、硅光芯片、Driver、TIA、DSP、光纤及连接器等核心器件；中游包括光器件、光模块、光引擎和通信设备；下游则覆盖电信运营商、云计算数据中心、AIDC、高性能计算中心及各类行业智算应用。

传统数据中心交换机通常把可插拔光模块安装在设备前面板。交换ASIC产生的高速电信号，需要经过PCB线路传输到前面板光模块，再转换成光信号进入光纤。

在较低速率下，这种方案成熟、灵活，也便于维护。但随着单通道速率和交换容量不断提升，较长的电传输路径会带来更明显的信号损耗、串扰和功耗问题。与此同时，前面板的端口空间、供电能力和散热条件也逐渐接近极限。

因此，光通信产业开始探索一个新的方向：能否让电信号少走一些距离，更早转换成光信号？

CPO给出的答案，是把光引擎从交换机前面板搬到交换ASIC或AI计算芯片旁边，通过先进封装实现更紧密的光电集成。

高速电信号只需要经过毫米级或厘米级路径，就可以转换成光信号并进入光纤，由此缩短电通道、降低互连功耗、提高带宽密度，并缓解前面板空间压力。

AIDC对CPO的需求主要来自三方面压力。

第一是“带宽墙”。GPU数量不断增加，训练同步和参数交换产生大量东西向流量，交换网络需要持续向800G、1.6T乃至更高速率升级。

第二是“功耗墙”。传统高速电通道需要更复杂的均衡和信号处理，光模块及相关DSP功耗不断增加。集群规模越大，网络功耗对数据中心总能耗的影响越明显。

第三是“密度墙”。传统可插拔光模块集中在交换机前面板，端口数量增加后，面板空间、布线和散热都会受到限制。

CPO通过缩短电通道、提高带宽密度和降低互连功耗，首先适用于AI集群的Scale-out交换网络，并逐步向Scale-up互连以及芯片间光I/O延伸。

但这并不意味着可插拔光模块会迅速退出市场。未来一段时间内，传统可插拔光模块、LPO、NPO和CPO仍将根据成本、距离、运维方式和应用场景并行发展。

上游：核心芯片、光器件、材料与设备

1.交换ASIC / XPU

交换ASIC负责在数据中心网络中完成高速报文转发与调度，XPU、GPU等计算芯片产生和消费数据，片上SerDes承担并串、串并转换。它们是CPO的“数据入口”，决定交换容量、单通道速率和可接入的光引擎数量。

2. 高速电芯片EIC

EIC是交换ASIC与光子芯片PIC之间的电接口。其中，Driver负责驱动调制器，TIA负责放大探测器输出的微弱电流，CDR负责恢复时钟与数据，控制电路则承担偏置、监控和保护，共同保证高速电信号稳定进入或离开光引擎。

3. 光子集成芯片PIC

PIC把调制器、探测器、波导、分光器及MUX/DEMUX等光学功能集成在芯片上，完成电—光和光—电转换，并在多个波长或通道之间进行复用、传输和解复用，是CPO光引擎的光学核心。

4. 激光器与外置激光源ELS

激光器负责为PIC持续提供稳定的连续波光。ELS将高功率CW激光器移到主封装之外，通过分光、功率监控和冗余管理向多个光引擎供光，可以降低激光器与高功耗交换芯片之间的热耦合，并改善光源的维护和更换条件。

5. 无源光学与光纤

FAU负责多芯光纤的高精度排布与芯片耦合，MPO等连接器提供可插拔的多纤连接，透镜、耦合器和分光器负责光束整形、耦入耦出与功率分配。它们将封装内部的光引擎连接到设备前面板和外部光纤网络。

6. 封装材料与设备

中介层与基板承担高速布线和机械支撑，键合、底填与塑封完成芯片连接和保护，热界面材料及微通道换热结构负责导出高热流密度产生的热量，晶圆级与封装级测试则负责筛查空洞、分层、电光性能及可靠性缺陷。

中游：CPO光引擎与系统集成

7. CPO光引擎与系统集成

中游首先将高速电芯片EIC与光子芯片PIC组合成光引擎，再将多个光引擎布置在交换ASIC或XPU附近，同时接入外置激光源、光纤、基板、散热、控制和测试系统。其核心信号路径可以概括为“极短电连接—电光转换—光纤传输”。

目前，全球平台型企业在交换芯片、硅光平台和先进封装协同方面处于领先位置。国内企业拥有较好的高速光模块、光芯片和光器件基础，但评价企业进展时，必须区分“技术布局”“样机或送样验证”“小批量试产”和“规模量产收入”四种不同状态。

下游：系统产品与应用场景

8. CPO交换机

CPO交换机将光引擎部署在交换ASIC附近，对外主要呈现高密度光纤接口，可用于数据中心骨干网络、叶脊网络和超高带宽交换。它是CPO近期最明确的系统产品形态，也会直接检验封装、散热、布线、可靠性和运维能力。

9. AI集群互连

AI集群互连通过Scale-out网络连接服务器、机柜和加速器集群，承载参数同步、All-Reduce、存储访问和推理通信。CPO通过缩短电通道、提高端口密度，降低大规模交换网络的互连功耗和前面板空间压力。

10. 高性能计算、光I/O与行业需求

HPC需要计算、存储和网络之间的高带宽协同；光I/O则进一步把光接口推进到计算封装或Chiplet附近，面向芯片间、板间和机柜间互连。金融、医疗和新能源汽车位于更外层的需求端，通过模型训练、仿真计算和实时数据分析间接拉动高速算力网络建设。

CPO真正改变的，不只是光模块的位置，而是AI数据中心的互连方式。

当算力芯片的性能不断提升，决定集群效率的关键将越来越多地转向芯片之间、服务器之间、机柜之间的数据传输。

未来的竞争，也不再只是某一种光芯片或某一家光模块企业的竞争，而是谁能够把交换芯片、SerDes、硅光引擎、先进封装、光纤连接、热管理、检测设备和系统运维真正协同起来。

对于浙江企业而言，机会未必只存在于最显眼的CPO整机。激光芯片、高速接口IP、封装材料、热界面材料、微通道换热器和先进封装检测设备，同样是CPO走向规模制造不可缺少的环节。

光正在一步步靠近芯片。一条新的AIDC光互连产业链，也正在加速形成。