问AI· 英伟达CPO技术如何冲击光模块市场格局？

上个月中际旭创一季报公布，营收、净利润双双翻倍，市值突破1万亿元，成为 宁德时代之后，创业板第二个获得此成就的个股。

中际旭创是A股 光模块龙头，也是“老登买白酒”事件第一当事人：

去年9月，荒原资产凌鹏怀疑中际旭创2027年250亿的利润预测只存在于EXCEL表里，引来国盛通信分析师年度金句级转发语：“买你的白酒去吧，老登”。

此后，但凡沾上点白酒、地产，言必谈股息分红、安全边际，都被统一贴上“老登”标签。

出圈后的中际旭创也非常争气，市值开启逆天暴涨趋势。此次季报发布后，加上分别突破6000亿和2700亿的 新易盛与 天孚通信，A股光模块三剑客“易中天”合计市值超过 贵州茅台。

一波接一波的AI数据中心建设浪潮，是光模块一涨再涨的幕后推手，加上AI大厂大超预期的资本开支，把光模块的超强行情又往后续了几年，也让A股光模块彻底疯狂。

一片烈火烹油中， 英伟达却在暗地里磨刀霍霍。

连接算力的“光”

在弄清黄仁勋想干什么之前，要先讲讲光模块的作用和功能。

每个大模型背后，都有一个7×24小时不停计算的数据中心。把数据中心视作“计算工厂”，GPU就是厂里的基层工人，负责一线计算工作。

但厂长不能直接指挥每个工人，要让成千上万人有序工作，最大限度提升效能，就得将工人分成各个小组和车间。光模块的作用就是连接数据中心的算力资源，让彼此互相通信，有效协调组织。

简单来说，一个数据中心内部，有三个关键环节需要“通信”：

第一层是服务器，一个服务器就是几张GPU组合在一起，相当于“工作小组”，GPU之间的协作就需要通信互连，英伟达大名鼎鼎的NVLink就是干这个活的。

由八颗英伟达GPU组成的服务器

第二层是机柜，一般由多台服务器组成，相当于一个“车间”。每个服务器之间也得配合协作。

这些机柜放在一起，就组成了第三层：有序生产的“计算工厂”。机柜与机柜之间也得通过交换机互相通信。

由服务器组成的机柜

一个数据中心里，层级内部（GPU和GPU、服务器和服务器）、层级之间都要互连，让数据自由流动。一旦流动时间太长，外面的计算任务传不进来，算好的结果传不出去，就会拖垮整体计算效率。

光模块的出现，就是为了解决传得太慢的问题。

过去几十年，数据中心的互连任务主要由铜完成。铜缆线的优点是零功耗、零延迟、高可靠性，不产生额外热量。最重要的是便宜：所有金属中，铜的导电性仅次于银排名第二，但成本却远低于银。

黄仁勋就认为，只要物理距离允许，铜就是最好的连接方式。

英伟达GB200 NVL72机柜内部，72颗GPU由5000多根铜缆线连接起来，缆线长度加起来长达2英里。

GB200 NVL72内部的铜缆

然而如黄仁勋所说，铜缆的最大限制在于物理距离：超过3-5米，信号就会快速衰减。尤其机柜和机柜间传输距离变长，缆线变得像手臂一样粗，布线非常困难。

大概二十年前， 谷歌就尝试用光纤替代铜缆，负责机柜之间的通信[4]。

光纤/光缆最大的优势是传得远，标准的单模光纤在400G的速率下，能把信号最远传输至10公里的地方，并且几乎没有损耗，长距离传输的功耗也低得多。

比较麻烦的是信号转换问题。

铜能导电，因此铜缆能直接传输芯片送出的电信号，但光缆的材料是玻璃、塑料等绝缘体需要额外安装一个“翻译官”——也就是光模块。

数据以电信号进入光缆，光模块把电信号转换成光信号；光信号从光缆输入另一个设备，光模块再把光信号转回电信号。

可以说，需要用光缆的地方，就有光模块的需求；对算力的需求越大，对数据传输延迟容忍度越低，对光模块的需求就越发高涨。

一个英伟达H100算力集群，平均一颗GPU就要配备6-8个光模块，H200集群更是需要18-24个[5]，光模块也从800G迭代到了1.6T规格。

但即便如此，英伟达还是觉得不够用。

CPO革命

英伟达的替代方案是CPO（Co-Packaged Optics/光电共封装），顾名思义，就是把负责翻译的光器件直接装进负责计算的电芯片上，别过一道中间商了。

光模块本身是一个集合多种零部件的模组，谷歌最初探索光纤替代铜缆时，负责翻译功能的各个零件是“散装”的。后来行业逐渐成熟，各类器件的规格逐步标准化，才被“打包”起来，成为模块。

光模块厂商崛起后，光模块变得即插即用。典型的光模块是可插拔形式，通过标准接口插在交换机上，再连接光缆，数据通过光模块的瞬间就完成了光电信号的转换。

可插拔式光模块

然而，数据中心规模越大，对光模块的需求量就越大，也带来了一个问题：功耗。

数据传输得越快，功耗越高，最新的1.6T光模块，功耗已经从10G时代的1W飙升到了30W。英伟达年初就在GTC上抱怨，光互连的功耗已经占据计算系统总功耗的10%。

光模块的功耗，很大一部分花在了“路上”：

信号从交换机“走到”光模块内部的光引擎，这个过程会导致信号损耗。为了弥补损耗，又需要光模块里的DSP补偿，补偿得越多，功耗就越高。

英伟达的想法很简单，既然路太长，那就把路缩短：

电芯片说的是英语，每次数据传输都得让光模块查字典，翻译成汉语。那干脆把字典直接塞给电芯片，自己翻译完直接汉语输出。这就是CPO的设想——把光模块重新“打散”。

按照英伟达的构想，可以把光引擎等核心部件从光模块里拿出来，放在交换机的芯片旁边，就省的花钱找翻译了。

传统光模块（上图）vs CPO（下图）

当然，如果只是为了那点功耗，那就把黄总想简单了。黄仁勋早年提出过一个观点，光卖芯片，英伟达肯定不值这么多钱，所以英伟达“一定不是个芯片公司”，而是要卖整个“计算系统”。

要实现这个伟大构想，英伟达还需要一位盟友：台积电。

CPO的技术构思是把光器件“粘”在电芯片上，这就需要先进封装技术。而台积电恰好是那个在先进封装领域技术布局最早、投资力度最大、研发成果最多的公司。

2021年的Hot Chips会议，台积电首次在PPT上展示了COUPE（即CPO）技术，随后业内传出，英伟达正在谋划一个硅光子集成研发项目，台积电是重要成员。

台积电在2021年Hot Chips的PPT中展示的COUPE技术

好盟友合作的最新成果，是今年初刚刚发布的AI超级计算平台Vera Rubin NVL576。

负责机架间通信的Spcectrim-SPX交换机群，就利用了CPO技术，把光引擎放在了交换机芯片旁边。去掉第三方光模块后，英伟达对整个系统的掌控力前所未有。

英伟达Spcectrim-SPX交换机

黄仁勋表示，从光模块改用CPO，“节省出的6兆瓦电力相当于10个Rubin Ultra机架的功耗”。

根据英伟达的规划，把光引擎与交换机芯片集成只是开始，最终目标是把光引擎集成进GPU，量产节点初步定在2028年。

另一边，台积电也在最近召开的SEMI论坛上宣布，其COUPE平台预计将在2026年晚些时候正式进入量产阶段[6]，意思是：COUPE要开始大范围接单了。

两个技术狂魔磨刀霍霍，眼看着就要将光模块稳定已久的格局，重新清洗一遍。

取消中间商

英伟达把光模块打散了重做，会直接打击系统集成商。

这一部分，恰恰就是中国厂商在整个光模块产业链中最具统治力的一环。中际旭创、新易盛分列光模块出货量全球第一、第三，全球前十中国占了七席（2024年）。

光模块集成属于精密制造，最大的技术难点是对准精度，要让光信号在各个零部件之间以最低的损耗完成对接，对准精度通常需要控制在μm级别，而且速率越高，通道数越多。

最新的1.6T光模块，光芯片贴片精度要达到±3μm，电芯片是±10μm[9]。

中际旭创在1.6T光模块的市占率达到70%，是英伟达的核心供应商之一，一季度毛利率42.61%，相较于行业平均的20%以下，已经做到了天花板级别。

但从上下游结构看，系统集成依然属于下游组装环节。

换句话说，英伟达用CPO拆装光模块，拆掉的都是中国企业擅长的部分，留下的光器件和电芯片，中国厂商存在感稀薄。

光器件中，激光器、探测器是“翻译”功能的关键。光器件在光模组成本中占比超过70%，而激光器、探测器合计又占了光器件成本的50%以上。

电芯片占光模组成本接近20%，核心器件是DSP芯片和AFE模拟前端，用来确保“翻译”的准确性。

这两大类目的四大零部件，目前被美日厂商联手包圆，尤其在高端产品上，中国厂商几乎占不到什么身位。

高端激光器由Lumentum、Coherent、 博通（美国），和三菱、住友电工（日本）牢牢把持；探测器则有GCS、SiFotonics、Coherent、博通四座大山。

中国本土虽有源杰科技有高端激光器出货，但其他厂商多数盘踞在低端市场。

DSP和AFE是典型的模拟芯片，更是博通、Marvell、MACOM等美国模拟芯片老艺术家的传统艺能，中国厂商更加式微。

国内的光模块企业大多从美日厂商采购核心器件，再将其封装打包成光模块，虽然毛利不错，但并未改变光模块“中间商”的定位。

从英伟达的动作来看，已经在为光模块的下桌做准备。

就在今年一季度，英伟达前后脚向Lumentum和Coherent战略投资了20亿美元，两者都是当前高端激光器的全球领头羊，两笔投资，直接锁定了未来几年激光器的产能。

上游厂商也在挟天子以令诸侯，借着自家技术优势，替代光模块厂商去做tier1。

例如在高端DSP占据主导地位的博通，是英伟达之外、台积电COUPE技术的另一个盟友，也是全球最早实现CPO商业化的厂商，2024年就发布过相关的CPO产品。

这种大客户和上游一块挤压集成商的趋势一旦形成，集成商的日子就很难过了。

好消息是，鉴于高昂的成本和复杂的技术，短时间内CPO大概率只会应用在少数的高端交换机侧，而大部分中低端和高端场景，足够让光模块厂商接下来的几年不愁订单。

但考虑到硅谷这帮人已经嚷嚷着往太空发射数据中心，用CPO干掉光模块听上去也没那么难了。