打开数据中心机架，可以看到交换机前面板上排列着一排排光收发器。在人工智能集群中，一台交换机配备 144 个 800G 兼容的 QSFP-DD 模块是常见的配置。然而，这种配置存在结构性效率低下的问题。前面板上的收发器到交换机 ASIC 芯片的距离为 15 到 30 厘米。当 200G/通道的信号沿着这条铜线传输时，会经历显著的衰减，需要在接收端使用 DSP（数字信号处理）芯片来恢复信号。单个 800G 模块的功耗为 14 到 17 瓦，其中 6 到 8 瓦都消耗在了 DSP 芯片上。也就是说，传统可插拔光模块中相当一部分功耗，并没有直接用于光电转换，而是消耗在高速电信号的调理、均衡和传输上。

缩短这一距离将无需使用DSP。这一理念早在2010年代中期就已出现。共封装光学器件（CPO）将光引擎（一组将电信号转换为光信号的元件）与交换机ASIC封装在同一基板上，这种设计大幅缩短了ASIC与光引擎之间的高速电连接距离，从而显著降低了铜互连带来的损耗。博通公司宣布，CPO可以将光系统的功耗降低65-70% 。英伟达的1.6T链路的功耗从每条链路约30瓦降低至9瓦。

理论上，CPO似乎是最优解。问题在于理论与大规模生产之间存在差距。

9%的收益率揭示了真相

在CPO制造过程中，光引擎通过回流焊（热焊接）安装到ASIC封装基板上。光纤对准精度达到亚微米级。如果要重装已安装的光引擎，需要将其重新加热到220-260°C，加热位置距离ASIC几毫米，而光纤对准精度无法承受第二次热损伤。换句话说，如果32个光引擎中有一个出现缺陷，则ASIC、基板以及所有剩余的光引擎都必须报废。

SemiAnalysis 在其 2026 年 6 月的研究报告《Powered Down, Lights Off》中，假设每个光学引擎的实施良率为95%，计算了综合良率为0.9532≈0.1932。换而言之，在假设32个光引擎彼此独立、且每个光引擎良率为95%的极端简化模型下，32个引擎全部通过的组合良率约为19.3%。这意味着只有五分之一的引擎能够正常工作。这一数字对市场产生了重大影响。6月9日，在美国市场，应用光电子（AAOI）股价一日内下跌约17%，Lumentum下跌约8% ，Coherent下跌约11%，Marvell下跌约7.6% 。

GlobalSemiResearch立即发表反驳声明，指出该计算忽略了筛选、分级以及NVIDIA为Spectrum-X设计的冗余引擎所带来的良率提升。摩根士丹利也在6月10日的一份报告中表示，并未否认CPO的技术路线图，只是将其2027年光学引擎出货量预测从之前的2000万至3000万颗下调至600万至700万颗。

这场辩论的焦点并非“CPO是否不好？”，而是“何时以及在何种规模下可以使用CPO？”。SemiAnalysis已将CPO横向扩展的出货量推迟至2027年，并将全面量产推迟至2028-2029年。这一时间表的调整为其他架构的探索打开了一扇窗。

NPO的面面俱到

近封装光学器件 (NPO) 介于封装光学器件 (CPO) 和可插拔设计之间。光引擎安装在独立的引擎板上，而非 ASIC 的封装基板上，并且紧邻 ASIC。当电气链路足够短、损耗足够低时，可以降低甚至在部分架构中取消传统可插拔光模块中用于补偿长距离电气链路损耗的DSP。然而，它与 CPO 的一个关键区别在于：引擎通过插座连接，可以在现场进行插拔。

8月10日，SemiAnalysis在X-thread论坛上总结了NPO的三点优势：可现场维修、故障扩散（影响范围）仅限于单个插槽，以及由于光引擎与ASIC采用独立封装而简化的组装工艺。这种结构避免了生产和可靠性方面的挑战，同时保留了CPO的大部分性能优势。

在2026年3月的OFC展会上，博通公司发布了其基于3.2T VCSEL的NPO产品线。据该公司博客称，该NPO引擎的能效约为1 pJ/bit，相比通常能效为5至10 pJ/bit的硅光子方法，能效提升了5至10倍。部署18个引擎后，逃逸带宽密度超过0.6 Tbps/mm，总逃逸带宽达到73.7 Tbps（128 Gbps /通道）。VCSEL拥有数十年的量产经验，其现场验证的故障率（FIT）低于0.1。

标准化和大规模生产的齿轮开始转动

即使拥有卓越的架构，如果没有生态系统的支持，也无法实现广泛应用。2026年3月12日，正值OFC大会召开之际，Ciena、Coherent、Marvell、Molex、Samtec和TeraHop六家公司共同签署了Open CPX MSA（多源共封装协议）。该协议旨在为涵盖NPO和CPO的插槽式光引擎接口制定通用规范。这将规范连接器的机械结构、散热设计、电气引脚排列和管理接口，从而确保不同厂商产品之间的互操作性。

LightCounting首席执行官弗拉基米尔·科兹洛夫在宣布公司成立时表示，“预计五年内年出货量将超过1亿颗”，而预计到2025年，CPO/NPO的出货量将不足100万个。如果没有标准化，如此巨大的增长（甚至超过100倍）是不可能实现的。

需求也在不断变化。在2026年5月举行的IPEC网络研讨会上，阿里巴巴透露计划完成其3.2T NPO的beta测试，并于同年第三季度开始试点运营。其目标是在2027年9月前完成6.4T NPO alpha样品的系统级调试。腾讯也已完成其3.2T VCSEL NPO和硅光子NPO的验证，并计划于2026年第四季度进行试点部署。Ranovus已向美国云公司交付了NPO模块，但预计将等到2027年OFC展会才会正式发布公告。

在供应链方面，富士康互连技术自 2025 年 5 月起开始为博通的 Bailly 大规模生产无焊 LGA-to-LGA 插座和可插拔激光光源笼。激光器主要设计为放置在封装外部，无论是 CPO 还是 NPO，而 OIF 于 2023 年 8 月制定的 ELSFP 标准（热插拔外部激光模块）则作为通用基础。

为什么英伟达的CPO会呈现NPO的特征

NVIDIA 的 Quantum-X Photonics InfiniBand 交换机已经宣布开始量产部署。它提供 144 个 800G 端口，配备 18 个硅光子引擎和 18 个可拆卸的外部激光模块来提供光源。NVIDIA 将其称为“CPO”。

然而，引擎可以从封装中轻松拆卸，激光器可以从前面板滑出，这正是SemiAnalysis认为NPO的可维护性优势所在。LightCounting在2026年7月的一份研究报告中证实了业界普遍认为CPO和NPO将并存的观点，并指出如果NVIDIA将NPO作为一种选项，开发周期将会缩短，最早可能在明年就能看到初步部署。

博通将并行部署这两种架构。51.2T Bailly CPO 交换机自 2024 年起已在 Micas Networks 实现量产。102.4T Tomahawk 6 Davisson 交换机已于 2025 年 10 月开始向客户发货。此外，博通还将单独提供 3.2T VCSEL NPO 交换机，以满足那些需要高密度交换机但又不想进行焊接的客户的需要。

Meta的可靠性验证也在稳步推进。在Meta的高温实验室环境下，博通的CPO系统在累计运行100万小时（相当于400G端口时间）期间，记录到零链路抖动（瞬时中断）。博通于2025年10月宣布了这一结果，并在同年的ECOC和2026年的OFC上公布了相关细节。在2026年的OFC上，Meta提出了“光技术要想具有吸引力，必须在成本和能效方面与电解决方案相媲美，同时提供可靠性和性能”的标准。

台积电COUPLE扮演关键角色

NPO “过渡阶段”的结束很大程度上取决于台积电COUPE（紧凑型通用光子引擎）平台的进展。

如上所述，众所周知，现在的AI芯片算力已经极为强大，但数据在芯片与芯片之间传输时，仍然依赖铜线导电。铜线的传输速度与能耗，逐渐跟不上算力的成长速度。 COUPE的核心思路是改用光信号来传输数据，并且把光电转换的位置从远端的光模组，拉进芯片封装内部，大幅缩短信号必须走的路径。

COUPE把两种芯片整合在一起，一种负责处理电信号（电子芯片EIC），一种负责处理光信号（光子芯片PIC）。两者透过台积电的3D堆叠技术直接上下叠合，以面对面相连，省去传统方案中信号绕行电路板的耗损。

台积电表示，相较于电路板上的可插拔解决方案，将COUPE光引擎直接整合到封装基板上，可达到4倍的功耗效率并减少90%延迟；若进一步将COUPE置于中介层（Interposer），效能可拉升至10倍功耗效率、95%延迟降低。

COUPE技术采用SOIC堆叠方式，将电子芯片和光子芯片直接堆叠，从而最大限度地降低芯片间的阻抗。第一代可插拔型COUPE将于2026年量产。第二代COUPE采用6.4T CPO封装，预计将于2027年左右量产。第三代产品将把光学元件完全集成到处理器封装内部。

台积电的 COUPE 带宽密度路线图预测，四年内带宽密度将提升八倍，从 2026 年的 0.5 Tbps/mm 提升至 2030 年的 4 Tbps/mm。如果这一计划得以实现，NPO的作用将仅限于两到三年的过渡期。

然而，如果SemiAnalysis预测的2029年全面量产情景接近现实，NPO将持续满足市场需求直至2020年代末。在这种情况下，这将给本已在激光器和封装能力方面捉襟见肘的光子供应链带来额外的压力。在OCP亚太峰会上，日月光(ASE)的Nicole Tien指出，目前尚不存在将CPO推广至多厂商市场的晶圆级测试标准和仿真基础设施。NVIDIA的CPO量产是与台积电(TSMC)深度双边合作研发的成果，目前尚不具备将这些成果推广至整个行业的条件。

业内普遍认为，光互连的终极形式是CPO。问题在于，谁将选择这条道路，何时实现，以及规模如何？至少从目前的产品路线和客户验证情况来看，NPO正在从技术验证快速走向规模化部署，成为一个更确定的答案。