打開數據中心機架，可以看到交換機前面板上排列着一排排光收發器。在人工智能集群中，一台交換機配備 144 個 800G 兼容的 QSFP-DD 模塊是常見的配置。然而，這種配置存在結構性效率低下的問題。前面板上的收發器到交換機 ASIC 芯片的距離為 15 到 30 釐米。當 200G/通道的信號沿着這條銅線傳輸時，會經歷顯著的衰減，需要在接收端使用 DSP（數字信號處理）芯片來恢復信號。單個 800G 模塊的功耗為 14 到 17 瓦，其中 6 到 8 瓦都消耗在了 DSP 芯片上。也就是說，傳統可插拔光模塊中相當一部分功耗，並沒有直接用於光電轉換，而是消耗在高速電信號的調理、均衡和傳輸上。

縮短這一距離將無需使用DSP。這一理念早在2010年代中期就已出現。共封裝光學器件（CPO）將光引擎（一組將電信號轉換為光信號的元件）與交換機ASIC封裝在同一基板上，這種設計大幅縮短了ASIC與光引擎之間的高速電連接距離，從而顯著降低了銅互連帶來的損耗。博通公司宣佈，CPO可以將光系統的功耗降低65-70% 。英偉達的1.6T鏈路的功耗從每條鏈路約30瓦降低至9瓦。

理論上，CPO似乎是最優解。問題在於理論與大規模生產之間存在差距。

9%的收益率揭示了真相

在CPO製造過程中，光引擎通過迴流焊（熱焊接）安裝到ASIC封裝基板上。光纖對準精度達到亞微米級。如果要重裝已安裝的光引擎，需要將其重新加熱到220-260°C，加熱位置距離ASIC幾毫米，而光纖對準精度無法承受第二次熱損傷。換句話說，如果32個光引擎中有一個出現缺陷，則ASIC、基板以及所有剩餘的光引擎都必須報廢。

SemiAnalysis 在其 2026 年 6 月的研究報告《Powered Down, Lights Off》中，假設每個光學引擎的實施良率為95%，計算了綜合良率為0.9532≈0.1932。換而言之，在假設32個光引擎彼此獨立、且每個光引擎良率為95%的極端簡化模型下，32個引擎全部通過的組合良率約為19.3%。這意味着只有五分之一的引擎能夠正常工作。這一數字對市場產生了重大影響。6月9日，在美國市場，應用光電子（AAOI）股價一日內下跌約17%，Lumentum下跌約8% ，Coherent下跌約11%，Marvell下跌約7.6% 。

GlobalSemiResearch立即發表反駁聲明，指出該計算忽略了篩選、分級以及NVIDIA為Spectrum-X設計的冗餘引擎所帶來的良率提升。摩根士丹利也在6月10日的一份報告中表示，並未否認CPO的技術路線圖，只是將其2027年光學引擎出貨量預測從之前的2000萬至3000萬顆下調至600萬至700萬顆。

這場辯論的焦點並非「CPO是否不好？」，而是「何時以及在何種規模下可以使用CPO？」。SemiAnalysis已將CPO橫向擴展的出貨量推遲至2027年，並將全面量產推遲至2028-2029年。這一時間表的調整為其他架構的探索打開了一扇窗。

NPO的面面俱到

近封裝光學器件 (NPO) 介於封裝光學器件 (CPO) 和可插拔設計之間。光引擎安裝在獨立的引擎板上，而非 ASIC 的封裝基板上，並且緊鄰 ASIC。當電氣鏈路足夠短、損耗足夠低時，可以降低甚至在部分架構中取消傳統可插拔光模塊中用於補償長距離電氣鏈路損耗的DSP。然而，它與 CPO 的一個關鍵區別在於：引擎通過插座連接，可以在現場進行插拔。

8月10日，SemiAnalysis在X-thread論壇上總結了NPO的三點優勢：可現場維修、故障擴散（影響範圍）僅限於單個插槽，以及由於光引擎與ASIC採用獨立封裝而簡化的組裝工藝。這種結構避免了生產和可靠性方面的挑戰，同時保留了CPO的大部分性能優勢。

在2026年3月的OFC展會上，博通公司發布了其基於3.2T VCSEL的NPO產品線。據該公司博客稱，該NPO引擎的能效約為1 pJ/bit，相比通常能效為5至10 pJ/bit的硅光子方法，能效提升了5至10倍。部署18個引擎後，逃逸帶寬密度超過0.6 Tbps/mm，總逃逸帶寬達到73.7 Tbps（128 Gbps /通道）。VCSEL擁有數十年的量產經驗，其現場驗證的故障率（FIT）低於0.1。

標準化和大規模生產的齒輪開始轉動

即使擁有卓越的架構，如果沒有生態系統的支持，也無法實現廣泛應用。2026年3月12日，正值OFC大會召開之際，Ciena、Coherent、Marvell、Molex、Samtec和TeraHop六家公司共同簽署了Open CPX MSA（多源共封裝協議）。該協議旨在為涵蓋NPO和CPO的插槽式光引擎接口制定通用規範。這將規範連接器的機械結構、散熱設計、電氣引腳排列和管理接口，從而確保不同廠商產品之間的互操作性。

LightCounting首席執行官弗拉基米爾·科茲洛夫在宣佈公司成立時表示，「預計五年內年出貨量將超過1億顆」，而預計到2025年，CPO/NPO的出貨量將不足100萬個。如果沒有標準化，如此巨大的增長（甚至超過100倍）是不可能實現的。

需求也在不斷變化。在2026年5月舉行的IPEC網絡研討會上，阿里巴巴透露計劃完成其3.2T NPO的beta測試，並於同年第三季度開始試點運營。其目標是在2027年9月前完成6.4T NPO alpha樣品的系統級調試。騰訊也已完成其3.2T VCSEL NPO和硅光子NPO的驗證，並計劃於2026年第四季度進行試點部署。Ranovus已向美國雲公司交付了NPO模塊，但預計將等到2027年OFC展會纔會正式發布公告。

在供應鏈方面，富士康互連技術自 2025 年 5 月起開始為博通的 Bailly 大規模生產無焊 LGA-to-LGA 插座和可插拔激光光源籠。激光器主要設計為放置在封裝外部，無論是 CPO 還是 NPO，而 OIF 於 2023 年 8 月制定的 ELSFP 標準（熱插拔外部激光模塊）則作為通用基礎。

為什麼英偉達的CPO會呈現NPO的特徵

NVIDIA 的 Quantum-X Photonics InfiniBand 交換機已經宣佈開始量產部署。它提供 144 個 800G 端口，配備 18 個硅光子引擎和 18 個可拆卸的外部激光模塊來提供光源。NVIDIA 將其稱為「CPO」。

然而，引擎可以從封裝中輕鬆拆卸，激光器可以從前面板滑出，這正是SemiAnalysis認為NPO的可維護性優勢所在。LightCounting在2026年7月的一份研究報告中證實了業界普遍認為CPO和NPO將並存的觀點，並指出如果NVIDIA將NPO作為一種選項，開發周期將會縮短，最早可能在明年就能看到初步部署。

博通將並行部署這兩種架構。51.2T Bailly CPO 交換機自 2024 年起已在 Micas Networks 實現量產。102.4T Tomahawk 6 Davisson 交換機已於 2025 年 10 月開始向客戶發貨。此外，博通還將單獨提供 3.2T VCSEL NPO 交換機，以滿足那些需要高密度交換機但又不想進行焊接的客戶的需要。

Meta的可靠性驗證也在穩步推進。在Meta的高溫實驗室環境下，博通的CPO系統在累計運行100萬小時（相當於400G端口時間）期間，記錄到零鏈路抖動（瞬時中斷）。博通於2025年10月宣佈了這一結果，並在同年的ECOC和2026年的OFC上公布了相關細節。在2026年的OFC上，Meta提出了「光技術要想具有吸引力，必須在成本和能效方面與電解決方案相媲美，同時提供可靠性和性能」的標準。

台積電COUPLE扮演關鍵角色

NPO 「過渡階段」的結束很大程度上取決於台積電COUPE（緊湊型通用光子引擎）平台的進展。

如上所述，衆所周知，現在的AI芯片算力已經極為強大，但數據在芯片與芯片之間傳輸時，仍然依賴銅線導電。銅線的傳輸速度與能耗，逐漸跟不上算力的成長速度。 COUPE的核心思路是改用光信號來傳輸數據，並且把光電轉換的位置從遠端的光模組，拉進芯片封裝內部，大幅縮短信號必須走的路徑。

COUPE把兩種芯片整合在一起，一種負責處理電信號（電子芯片EIC），一種負責處理光信號（光子芯片PIC）。兩者透過台積電的3D堆疊技術直接上下疊合，以面對面相連，省去傳統方案中信號繞行電路板的耗損。

台積電錶示，相較於電路板上的可插拔解決方案，將COUPE光引擎直接整合到封裝基板上，可達到4倍的功耗效率並減少90%延遲；若進一步將COUPE置於中介層（Interposer），效能可拉升至10倍功耗效率、95%延遲降低。

COUPE技術採用SOIC堆疊方式，將電子芯片和光子芯片直接堆疊，從而最大限度地降低芯片間的阻抗。第一代可插拔型COUPE將於2026年量產。第二代COUPE採用6.4T CPO封裝，預計將於2027年左右量產。第三代產品將把光學元件完全集成到處理器封裝內部。

台積電的 COUPE 帶寬密度路線圖預測，四年內帶寬密度將提升八倍，從 2026 年的 0.5 Tbps/mm 提升至 2030 年的 4 Tbps/mm。如果這一計劃得以實現，NPO的作用將僅限於兩到三年的過渡期。

然而，如果SemiAnalysis預測的2029年全面量產情景接近現實，NPO將持續滿足市場需求直至2020年代末。在這種情況下，這將給本已在激光器和封裝能力方面捉襟見肘的光子供應鏈帶來額外的壓力。在OCP亞太峯會上，日月光(ASE)的Nicole Tien指出，目前尚不存在將CPO推廣至多廠商市場的晶圓級測試標準和仿真基礎設施。NVIDIA的CPO量產是與台積電(TSMC)深度雙邊合作研發的成果，目前尚不具備將這些成果推廣至整個行業的條件。

業內普遍認為，光互連的終極形式是CPO。問題在於，誰將選擇這條道路，何時實現，以及規模如何？至少從目前的產品路線和客戶驗證情況來看，NPO正在從技術驗證快速走向規模化部署，成為一個更確定的答案。