市場研究機構YOLE Group在最新報告中表示，人工智能的迅猛發展，尤其是大語言模型和生成式AI的興起，正在推動共封裝光學器件(CPO)的廣泛應用。AI工作負載對高帶寬、低延遲和能效提出了更高要求，以連接超大規模數據中心或“AI工廠”中的百萬個GPU。關鍵驅動力包括數據傳輸需求、能源效率、可擴展性以及行業投資。

　　在橫向擴展(scale-out)網絡中，CPO能夠實現長距離、高帶寬的連接(例如機架之間)，具備更低的延遲和功耗，非常適合用于AI驅動的云網絡架構以及以太網/InfiniBand網絡�？刹灏喂饽�塊將在計算節點上繼續使用，直到CPO技術更加成熟。

　　在縱向擴展(scale-up)網絡中，CPO 取代了銅纜，提供更佳的連接性能、更遠的傳輸距離和更低的功耗，對于GPU間或節點與交換機之間的互連至關重要，尤其是在AI訓練和高性能計算(HPC)場景中。

　　初期的CPO部署將首先聚焦于scale-up網絡，隨后再向scale-out網絡擴展。

　　2025年GTC大會上，英偉達發布了Spectrum-X和Quantum-X硅光子交換芯片，標志著CPO在AI基礎設施中的應用邁出了重要一步。這些交換機使用 CPO 連接具有 1.6Tbps 端口的 GPU。英偉達在其Rubin架構中采用CPO技術，突破了NVLink的限制，實現了更快、更具擴展性的低功耗互連。

　　YOLE表示，CPO市場價值在2024年為4600萬美元，預計到2030年將達到81億美元，復合年增長率高達137%。這一增長主要由從可插拔光模塊向CPO、以及從銅纜向光通信的轉變所驅動，旨在應對功率、密度、可擴展性、帶寬和傳輸距離等方面的挑戰。

　　CPO將光模塊與交換機ASIC或處理器集成在一起，從而在scale-out(云網絡架構)和scale-up(AI/GPU集群)網絡中實現高帶寬、低功耗的互連。CPO供應鏈涵蓋半導體晶圓廠、光電子制造商、封裝服務商和光纖廠商等多個環節(如下圖)。

　　CPO利用光子集成電路(PIC)結合激光器、調制器和波導，實現高效的光電信號轉換。scale-out網絡使用標準化的PIC以支持低成本的以太網交換機，而scale-up網絡則依賴定制化的PIC來實現如NVLink這樣的高容量AI互連接口，并通過PAM-4或NRZ調制技術實現每秒數萬億比特的吞吐量�；�于臺積電5nm和3nm工藝的交換機ASIC則確保了高效的數據路由。

　　光子封裝方面，主要采用2.5D(在同一基板上并排放置)或3D(通過通孔或EMIB堆疊)技術。2.5D方案具有高密度互連和結構簡單的優勢，但面臨可擴展性和散熱方面的挑戰;3D方案則減少了占用空間并降低了功耗，但制造復雜度更高。ASIC/光子小芯片邊緣的帶寬密度是關鍵，光子中介層支持堆疊小芯片的2D光學I/O，從而提高密度，減少延遲，并簡化 HPC和數據中心的集成。