英伟达和博通的CPO技术路线拆解：两条路线，一个终局

这段时间看材料看的很多，满脑子新知识，看越多我自己越来越相信光正在走向历史舞台。

这篇就拆这两家的技术路线和生态策略，然后聊关于拐点我的看法。

有个前提可以说下，英伟达下个月有GTC大会，估计会公布CPO的最新进展，这个蛮重要的，大家可以留意一下这个。

（1）博通

博通在CPO这块做得比英伟达早，第一代Memory（2022年），验证可行性，第二代Bailly（Tomahawk 5平台，BCM56990），51.2Tbps，8个6.4T光引擎，封装尺寸75mm x 75mm，全球第一颗量产CPO交换芯片。Meta拿去跑了超过百万器件小时，400G端口速率，零链路抖动，开始有了实测的数据。

第三代Davisson（Tomahawk 6，BCM78919），102.4Tbps，16个光引擎，2025年底开始出货。芯片内部集成了64个Condor 3nm SerDes核心，每个核心8路212.5Gbps PAM4，合计提供102.4T的交换带宽。封装交给TSMC做COUPE，线速从Bailly的100G/lane翻到200G/lane，封装尺寸从75mm长到了120mm见方，塞了一倍的光引擎进去。

功耗数据上的话，Davisson单端口功耗大约3.5瓦（800G速率），比Bailly同带宽下降了36.4%，比可插拔的15瓦省了76%以上。从pJ/bit的角度算，Davisson大约4.4pJ/bit，可插拔光模块在800G速率下大约18到20pJ/bit。1.6T速率下差距更大，因为可插拔到了1.6T功耗会逼近30瓦/端口，而CPO基本是线性缩放。

光纤耦合方式是边耦合（edge coupling），光从硅光PIC的波导边缘出来，直接对准光纤端面，光纤永久键合在波导面上。边耦合的好处是耦合效率高，模场匹配好，插损可以做到1dB以下。代价是光纤装上去就拿不下来了，换光引擎得换整块板，光纤线束这块博通找了康宁合作，康宁给Bailly和Davisson都供光纤阵列单元（FAU）、保偏光纤和单模光纤，2025年5月双方官宣了联合开发下一代200G/lane CPO方案。SENKO也在给博通做CPO光纤连接器，它的MPC连接器专门为高密度chip-to-fiber耦合设计的。

激光器方案叫ELSFP，External Laser Small Form-Factor Pluggable，激光器不装在光引擎里，做成前面板可插拔的小模块，通过保偏光纤把光送进光引擎，坏了直接拔掉换一个，不动交换机。OIF已经把ELSFP定成行业标准了，激光器是光引擎里最容易坏也最怕热的部件，把它拿到离ASIC远的前面板上，温度环境从ASIC旁边的85℃降到面板附近的45℃左右，寿命和稳定性都上来了。每个ELSFP模块里一般有4到8个DFB激光器，波长在O-band（1310nm附近），用CWDM4或LAN-WDM做波分复用。ELSFP里面的DFB激光器主要找Lumentum和Coherent买，Lumentum的ELSFP模块2026年Q1开始送样，2026年Q2拿到了一笔数亿美元的CPO激光器大单，2027年上半年交付。Coherent也在供DFB激光芯片，用的是自家的InP（磷化铟）平台。两家是CPO激光器的绝对主力，不管博通还是英伟达的方案，激光器都绕不开这两家。

调制器用马赫-曾德尔（MZM），光通信行业用了几十年的老方案。MZM靠干涉原理调制光信号，臂长通常几毫米，驱动电压2到3V，带宽可以做到60GHz以上。不是最省电的方案，MZM在高速调制下每个通道功耗大约几十毫瓦，但良率最稳，温度敏感度低。硅光PIC的制造以前主要在GlobalFoundries和Tower Semiconductor做，现在博通转到了台积电的COUPE平台上，博通在CPO上的整体策略就是这样：用成熟技术堆规格，不在单点冒险。

（2）英伟达

Quantum-X Photonics走InfiniBand，每颗Quantum-X ASIC带6个可拆卸光学子组件（OSA），每个OSA里3颗COUPE光引擎。单颗光引擎16路TX加16路RX，每路200Gbps PAM4调制，单引擎双向带宽3.2Tbps（TX 1.6T + RX 1.6T），单个OSA双向4.8Tbps，一颗ASIC合计18个光引擎，28.8Tbps。4颗ASIC组成Q3450系统，115.2Tbps，144个800G端口，液冷散热。2026年上半年出货。光引擎里的FAU（光纤阵列单元）由天孚通信独供或主供，一台交换机需要72个1.6T FAU，2026年预计出货1.5万台，光纤则由康宁和住友电工供应。

Spectrum-X Photonics走以太网。SN6800更猛：32颗硅光引擎封在一个多芯片模块（MCM）里，409.6Tbps，512个800G端口（或者拆成2048个200G端口）。目前公开的最高带宽CPO交换机，2026年下半年出货。

每颗COUPE光引擎的内部结构值得展开说，TSMC用SoIC 3D混合键合技术，把电子IC（EIC，用3nm或5nm制程）面对面叠在硅光PIC（用45nm硅光制程）上面，英伟达说一颗光引擎上叠了2.2亿个晶体管在1000个光子集成电路上面。EIC负责SerDes、驱动和TIA，PIC负责调制器、探测器和波导。两层之间用混合键合的微凸块连接，间距在几微米级，这是全球第一颗3D堆叠的硅光引擎。整个光引擎的制造和3D堆叠封装都在台积电完成，多芯片模块的封装找了SPIL（日月光旗下），系统级组装交给鸿海。

跟博通最大的差别在三个地方。

第一，可维护性的解法不同。博通的光纤永久键合，换光引擎得换整块板，所以把激光器单独拿出来做ELSFP。英伟达反过来，三颗光引擎做成一个可拆卸OSA，光纤用连接器对接，不永久粘合。OSA和光纤之间的光学连接器由Browave（波若威）和SENKO供应，Browave还负责保偏光纤组件把外部激光器的光导进光引擎，坏了拔掉整个OSA换新的。博通换零件，英伟达换总成。我个人更喜欢英伟达的思路，实际运维中很难判断到底是激光器坏了还是光引擎坏了，换总成省事。

第二，调制器。英伟达用微环调制器（MRM），不是MZM。MRM本质上是一个微型光学谐振腔，直径大约10到50微米，比MZM的几毫米臂长小两个数量级。通过施加电压改变谐振波长来调制光信号，驱动电压不到1V，单通道功耗只有MZM的三分之一到四分之一。英伟达说用的激光器数量只要传统方案的四分之一，因为MRM可以在同一根波导上串联多个谐振环做密集WDM，共享光源。激光器这边，Spectrum-X的激光器找Lumentum供，Coherent则在硅光层面跟英伟达合作。代价是MRM的谐振波长对温度极其敏感，每升高1℃谐振波长偏移大约0.1nm，而WDM的通道间隔通常只有几纳米。所以每个MRM旁边都要加加热器做热调谐，加热器本身也要耗电。工艺波动大了谐振频率就偏了，良率更难控。英伟达赌的是自己和台积电能把热调谐和工艺控制做到位，做成了功耗优势巨大，做不成就是灾难。

第三，电学损耗。英伟达给的数字是电信号从ASIC到光引擎的损耗只有大约4dB，可插拔方案下电信号要跑十几到三十厘米的PCB铜线，损耗可以到15到20dB。这个差距直接反映在信号完整性上。英伟达说信号完整性比可插拔光模块好63倍，数字来自他们自己的技术博客，肯定有美化，但物理上CPO缩短电路径确实能大幅降低损耗。

（3）生态

英伟达做全家桶，GPU、NVLink、InfiniBand/以太网交换、DPU、网络软件，全是自己的。CPO交换机只是其中一块，买了英伟达GPU集群，网络大概率也得用英伟达的。NVLink目前铜线连576颗GPU，大约2028年转光学，到时候从GPU芯片到光纤全锁在英伟达体系里。

锁定效应强，反弹也大，Meta的de-NVIDIA-fication走得最远，GPU还用英伟达的，网络层已经在切博通CPO，Google的TPU配的也是自研网络加博通交换芯片。

博通走开放路线，Tomahawk卖给ODM/OEM，客户自己装系统，什么GPU都能配。Ultra Ethernet Consortium（UEC）2025年6月发了UEC 1.0规范，目标是以太网做到InfiniBand的性能但保持开放，成员有AMD、Microsoft、Meta、Google、Broadcom，但没有英伟达。

我的判断：按出货量博通赢，以太网市场比InfiniBand大得多，超大规模客户天然排斥单一供应商锁定，按利润率英伟达可能赢，全家桶溢价能力强，两条路线长期共存。

（4）拐点什么时候来

2026年是验证年，博通Davisson大规模部署，英伟达Quantum-X出货，Lumentum的CPO收入预计26Q4做到5000万美元，还是早期数字，市场交易的确确实实只是预期。

2027年放量，102.4T和115.2T交换机进入大规模采购。CPO渗透率从个位数往20%到30%推，1.6T成为新建AI集群标配，可插拔在这个速率下功耗逼近30瓦/端口，到风冷极限了，天孚的OE封装、Coherent和Lumentum的激光器开始出业绩。

2028到2030年替代期，NVLink转光学是最大催化剂，CPO从网络层进计算层，需求量级不一样了。渗透率过40%。Ayar Labs的Optical IO开始试产，1pJ/bit以下，比CPO又低一个量级。

可以盯几个信号，AWS什么时候宣布部署CPO，它是三大云厂商里最谨慎的，它动了就是发令枪。Meta从Bailly升级到Davisson的速度和规模，超过10万颗GPU的集群什么时候开始用CPO网络，到20万颗的时候可插拔根本扛不住，还有台积电什么时候宣布COUPE专线扩产，英伟达和博通都在抢这个产能。所以这个地方我很看好台积电，大佬们都要看他脸色，他有议价权。

个人觉得博通路线赢对各个供应商更友好，开放生态给独立供应商留了空间，英伟达路线赢则是英伟达自己吃掉大部分价值，不过现阶段看CPO格局是两家长期并存的局面，但无论如何，上游的激光器、封装、设备总能吃得到肉。