AI數據中心連接之戰:銅退光進是真的嗎? CPO時代供應鏈利潤分配有什麼變化?

華爾街見聞
05/11

銅與光在AI數據中心內的長期角力正迎來關鍵轉折,但「銅退光進」的敘事遠非真相全部。

Bernstein最新白皮書指出,隨着AI集群規模迅速擴大,連接能力正成為影響系統性能與成本的核心瓶頸,也成為產業競爭的新焦點。未來多年,銅互聯與光互聯並非此消彼長的替代關係,而將在不同距離和應用場景中長期共存,並分別沿着「Scale-up」與「Scale-out」兩條路徑持續演進。

英偉達博通正推動CPO從概念走向商業化。英偉達明確表示,其CPO交換機將於2026年下半年小規模部署,CoreWeave與Lambda等AI雲服務商為首批使用者。但因製造、封裝與測試複雜度高,2026—2028年間,超大規模雲服務商仍將以可插拔光模塊為主流。同時,銅互聯憑藉成本、功耗與成熟度優勢,在Scale-up場景中的主導地位至少延續三年。

CPO的真正意義在於重構產業鏈價值分配。Bernstein測算,CPO光引擎與激光器成本較1.6T可插拔模塊均價高出約10%,但利潤重心將從傳統光模塊廠商轉向芯片製造與先進封裝。

這一升級也將帶動基礎材料領域,如高階PCB、ABF載板、T-glass玻纖等迎來結構性增長。但隨着新產能集中釋放,自2026年底起,價格競爭、折舊上升與供給擴張將逐步壓縮盈利空間。投資者應聚焦在技術、製造與供應鏈控制上具備領先能力的企業。

銅與光各司其職,Scale-up與Scale-out路徑分明

AI基礎設施的擴張主要沿着兩條路徑展開:Scale-up與 Scale-out。

Scale-up 是在單一系統內部不斷增加計算資源,例如在同一機櫃或節點中部署更多AI加速器,以提升單個訓練任務的計算效率;Scale-out 則通過連接更多機櫃和服務器,將數據中心擴展為更大規模的計算集群,以提升整體容量和吞吐能力。

大型語言模型訓練高度依賴張量並行(Tensor Parallelism)和專家並行(Expert Parallelism)等技術,需要在緊密耦合的 Scale-up Pod 內進行頻繁的數據交換。這使得Scale-up場景對延遲和帶寬的要求遠高於Scale-out。目前,銅互聯憑藉成本低、功耗小和技術成熟等優勢,仍是機櫃內部連接的主流方案。在英偉達的GB300 NVL72 架構中,Superchip與交換芯片之間的高速通信依然主要依賴銅纜完成。

相比之下,光互聯在長距離、高帶寬傳輸方面優勢更加明顯。隨着單通道速率提升至224Gbps及以上,光模塊能夠在10米甚至更遠距離上實現低損耗傳輸,並支持太比特級擴展,因此已成為Scale-out架構中機櫃間互聯的核心技術。

LightCounting的數據顯示,2025年全球光收發器及相關產品銷售額已超過230億美元,按年增長約50%;其中,以太網光收發器市場規模約170億美元,按年增長60%。該機構預計,2024年至2026年,以太網光收發器市場將保持約59%的年複合增長率;到2026年至2030年,隨着市場逐步成熟,增速將回落至15%左右。

這意味着,未來AI數據中心的連接架構並非「銅被光取代」,而是在不同層級形成清晰分工:銅互聯繼續主導短距離、高密度的Scale-up場景,光互聯則支撐長距離、高帶寬的Scale-out網絡。兩種技術將在未來多年內並行發展,共同構成AI基礎設施擴張的核心底座。

CPO:從概念到落地的現實挑戰

共封裝光學(CPO,Co-Packaged Optics)通過將光引擎直接集成到XPU或交換芯片所在的基板上,省去傳統光模塊中的DSP,使數據能夠通過更低功耗的SerDes直接傳輸。這種架構顯著縮短了電信號路徑,被視為下一代高速互聯的重要方向。

英偉達表示,其CPO交換機相比傳統可插拔光模塊可實現約3.5倍的能效提升、63倍的信號完整性改善,以及10倍的網絡韌性提升。博通則指出,採用CPO後,每比特的光學成本有望下降約40%。

不過,CPO距離全面普及仍面臨諸多現實挑戰。製造良率、測試複雜度、光纖耦合精度,以及雲服務提供商對可維護性和供應商集中度的擔憂,都是重要障礙。由於光器件被封裝在交換機內部,一旦出現故障,通常需要更換整台交換機或返廠維修,停機時間明顯長於傳統方案。相比之下,可插拔光模塊可以由數據中心運維人員現場快速更換,對業務影響極小。

基於這些限制,Bernstein預計,CPO在Scale-out網絡中的小規模部署將於2026年下半年啓動,主要目的是驗證實際性能並測試供應鏈成熟度。率先採用的企業預計包括CoreWeave和Lambda等AI雲服務商。

在更關鍵的Scale-up場景中,CPO進入時間可能進一步推遲至2028年下半年之後。原因在於,行業需要先在交換機側充分驗證其長期可靠性,纔會將這一技術應用於價值更高、容錯要求更嚴苛的XPU系統。

LightCounting預計,CPO真正的大規模出貨將在2028年以後纔會出現。在此之前,線性可插拔光學(LPO,Linear Pluggable Optics)可能成為更現實的過渡方案。LPO通過取消DSP,將信號處理交由線性組件完成,可將功耗較傳統可插拔模塊降低約三分之二,同時保留模塊化設計帶來的維護便利。

Bernstein認為,到2030年前,LPO的出貨規模有望超過CPO。這意味着未來幾年,數據中心光互聯的主流方向並非一步邁向共封裝,而是在可插拔、LPO和CPO三種架構之間逐步演進。

CPO改寫價值分配:利潤從模塊廠商轉向芯片與封裝

英偉達Quantum-X800 CPO Switch 的成本結構拆解,清晰地指向一個結論:共封裝光學技術正在深刻改寫產業鏈的價值分配規則。

根據測算,該交換機配置4顆交換ASIC,每顆ASIC周圍集成18個光引擎,整機共配備18個外置光源模塊。每個光源模塊包含8個連續波(CW)激光器,為所有光引擎提供穩定的激光輸入。按此架構估算,單台Quantum-X800 CPO 交換機的總成本約為57萬美元。

從定價結構看,CPO中的光引擎與激光器組合,其平均售價(ASP)至少比1.6T可插拔光模塊高出10%。這一比較已考慮傳統光模塊廠商約40%的毛利率,以及CPO系統廠商約50%的毛利率。換句話說,CPO不僅沒有降低整體價值量,反而通過更高集成度創造出更大的單機價值。

更重要的是,CPO改變了產業鏈中的利潤歸屬。傳統可插拔光模塊的價值主要集中在模塊廠商手中,其中DSP和其他電芯片構成了重要成本組成。而在CPO架構下,DSP被取消,光引擎直接與交換芯片共同封裝,價值重心因此向芯片設計、先進封裝和晶圓製造環節轉移。

這意味着,英偉達、博通、台積電以及各類OSAT(外包半導體封裝測試)廠商,將成為CPO時代的核心受益者。與此同時,上游關鍵零部件供應商也有望分享增長紅利,包括Lumentum、Coherent等光器件企業,以及Chroma ATE等測試設備廠商。

相比之下,傳統光模塊廠商在CPO和未來NPO(Near-Packaged Optics)架構中的角色將被結構性削弱。隨着封裝和系統集成成為核心競爭力,行業利潤將不再主要集中於收發器組裝環節,而是向掌握芯片設計、先進製造和系統整合能力的企業集中。

免責聲明:投資有風險,本文並非投資建議,以上內容不應被視為任何金融產品的購買或出售要約、建議或邀請,作者或其他用戶的任何相關討論、評論或帖子也不應被視為此類內容。本文僅供一般參考,不考慮您的個人投資目標、財務狀況或需求。TTM對信息的準確性和完整性不承擔任何責任或保證,投資者應自行研究並在投資前尋求專業建議。

熱議股票

  1. 1
     
     
     
     
  2. 2
     
     
     
     
  3. 3
     
     
     
     
  4. 4
     
     
     
     
  5. 5
     
     
     
     
  6. 6
     
     
     
     
  7. 7
     
     
     
     
  8. 8
     
     
     
     
  9. 9
     
     
     
     
  10. 10