前言:
AI服务器里,一场看不见的竞赛正在发生。芯片负责计算,数据却需要穿越越来越复杂的通道才能抵达目的地。
NPO的出现,正在推动一场光与芯片重新结合的产业变革。
作者 | 方文三
图片来源 | 网络
AI芯片越强,互连瓶颈越接近「主角」
在传统数据中心架构中,计算芯片产生的数据通常需要经过封装、主板、高速连接器,再进入光模块完成光电转换。
随着800G光模块逐渐成为AI网络主流,产业又开始向1.6T甚至更高速率演进,原有架构面临越来越明显的压力。
压力来自三个方面。
①距离:高速电信号在PCB和连接通道中传输时,会产生损耗。速率越高,信号完整性挑战越大。
②功耗:AI集群中的能源消耗已经不只是来自GPU计算本身,高速SerDes、交换芯片以及互连系统也成为重要负担。
③散热:数据中心正在从「算力密度竞争」进入「单位能耗效率竞争」,任何额外产生的热量,都意味着更高的运营成本。
这也是为什么光互连的重要性不断提升,随着AI系统规模扩大,光需要更加靠近计算单元,NPO正是在这样的背景下进入产业视野。
NPO把光通信推向芯片,改变产业边界
NPO,全称Near Package Optics,即近封装光学。
简单理解,它是在传统光模块和CPO之间寻找一种折中方案:让光引擎靠近芯片封装区域,缩短高速电信号传输距离,同时保留一定的模块化优势。
传统光模块方案中,光器件通常位于交换芯片较远的位置。芯片输出高速电信号,需要经过较长路径才能完成光电转换。
NPO则试图把光学部分「搬近」。距离缩短,带来的不仅是性能提升,更重要的是系统设计逻辑发生变化。
过去,芯片产业和光通信产业有明显边界。
芯片厂商关注计算能力,光模块厂商关注传输速率,封装企业负责连接二者。而NPO推动的是三者之间的融合。
光通信不再只是数据中心里的「传输设备」,而开始成为计算架构的一部分。
这种变化类似于存储从外部设备逐渐进入处理器附近。当一个技术环节从外围进入核心区域,产业价值分配也会随之变化。
从光模块到先进封装,一条新的产业链正在重排
NPO带来的最大影响,是产业链边界开始模糊。
过去,光通信产业链主要围绕光模块展开。
上游包括激光器、探测器、光芯片、光学器件;中游是光模块制造;下游对应数据中心和通信网络。
但进入NPO时代,先进封装成为新的连接点。
封装企业的重要性正在提升,随着Chiplet、多芯片封装成为趋势,封装已经不再只是芯片制造后的最后一道工序,而成为系统性能的重要决定因素。
NPO需要解决的不只是「把光器件放进去」,还包括:如何实现高速电连接;如何管理热量;
如何提升良率;如何适应大规模量产。
因此,具备先进封装能力的企业,正在获得更多产业关注。
与此同时,硅光产业也迎来新的机会。
硅光技术利用成熟半导体制造工艺生产光学器件,可以降低成本,提高集成度,被认为是未来高速光互连的重要方向。
从英特尔、博通等国际厂商布局,到国内企业加速推进硅光芯片、光引擎和高速模块研发,产业链正在围绕「光进入计算系统」展开新的竞争。
材料领域同样出现变化,高速光电融合需要更低损耗基板、更优秀的散热材料以及更稳定的封装材料。
过去被认为属于配套环节的材料企业,正在进入AI基础设施的新价值链。
这也是NPO更深层的意义:它创造的不是一个单独产品市场,而是一条连接半导体和光通信的新产业通道。
价值链开始向上游移动
从产业链结构看,NPO上游主要包括光芯片、电芯片、光学组件和封装材料,价值占比约为60%,也是技术壁垒最高的部分;中游聚焦封装测试、光引擎集成和模块制造;下游则连接云厂商、智算中心、交换机与服务器厂商。
在这条链条中,ASIC与PIC处于价值量较高的位置,其后依次是EIC、无源器件、PCB和CW激光器等环节。
这意味着,NPO时代的竞争重心,会从传统意义上的模块组装,进一步转向光电芯片、精密封装和系统级协同。
①PIC负责光信号的收发、调制与探测,是光引擎实现光电转换的核心。当前主要有硅基和磷化铟InP基两条路线。
硅基PIC的优势在于可以借力成熟CMOS工艺,具备更好的集成度和规模成本,适合数据中心短距离、高密度场景。
英特尔以及国内头部光模块厂商都在这一方向持续投入。InP基PIC则凭借直接带隙特性,在高速光互联和长距离通信中仍具不可替代性。
问题也很清楚:高端InP衬底长期集中在日本住友、美国AXT和JX金属等少数厂商手中,全球约90%的高端产能掌握在这些企业手里。
国内厂商正在加快补齐短板,云南锗业旗下云南鑫耀半导体、有研新材等企业已经实现6英寸磷化铟衬底量产,三安光电、海特高新等也在不同环节展开布局。
对于NPO而言,PIC不只是成本项,更决定光路架构、功耗、集成度和后续迭代空间。
②EIC负责为PIC提供驱动、放大和控制,是光引擎里的电信号中枢。NPO方案通常采用模拟线性直驱技术,通过减少对传统DSP的依赖来降低功耗。
海外市场中,Marvell和博通拥有成熟的高性能EIC方案;国内优迅股份、中晟微、中际旭创、华工科技、玏芯科技等企业也在不同速率等级和产品方向上布局。例如,华工科技采用线性直驱方案,中际旭创则将自研EIC与PIC倒装集成在mSAP基板上。
这一环节的竞争,表面看是芯片设计,实际上考验的是光电协同能力。
EIC不能只懂电,PIC也不能只懂光。到了NPO阶段,两者必须围绕功耗、信号完整性、封装形式和散热条件共同设计。
基板、激光器与无源器件,正在成为新的关键环节
引擎基板承担PIC与EIC之间的电气连接,也决定光引擎能否稳定部署在交换芯片附近。
生益科技、深南电路、胜宏科技、兴森科技、沪电股份等企业,分别在高端覆铜板、PCB和封装基板领域提供支撑。
更值得关注的是玻璃基板,其具备低热膨胀系数、尺寸稳定和光学透明等特性,有望成为下一代NPO、CPO子基板的重要选择。蓝思科技、京东方等企业已开始布局。
CW激光器同样重要,无论采用NPO还是CPO,只要使用外置光源,连续波激光器就是硅光方案中不可绕开的器件。
随着800G、1.6T及更高速率产品推进,CW激光器功率正在从70mW向100mW、200mW乃至300mW以上升级。
Coherent已推出400mW产品并计划在2026年第三季度量产,国内源杰科技研发出300mW CW光源,长光华芯推出全温光功率超过200mW的CW DFB芯片,仕佳光子则形成了75mW至1000mW的产品序列。
无源器件也不再只是「小配件」,保偏光纤用于稳定偏振态,FAU负责光引擎与多芯光纤之间的微米级对准,MPO连接器则解决高密度布线和快速插拔问题。
天孚通信、光库科技、太辰光等企业在这些细分环节形成了各自的技术积累。
标准扎堆,争夺的是多供应商时代的话语权
NPO的商业化需要一只能够被不同厂商共同使用的「插座」。缺少统一机械、电气、热和管理接口,每家系统厂商都只能与少数光引擎供应商深度绑定,规模效应也无从谈起。
2026年3月,Ciena、Coherent、Marvell、Molex、Samtec和TeraHop共同发起Open CPX MSA,目标是为NPO与CPO建立统一的可插拔插座和电连接系统,规范范围包括机械结构、散热、电气引脚、光接口及管理接口。英特尔、高通、泰科电子等随后以贡献成员身份加入。
7月,国内OPEN NPO项目启动。首批参与方覆盖中国移动研究院、京东云、百度、中国电子技术标准化研究院、华为、新华三、光迅科技、华工正源,以及Yamaichi、Hirose、Molex、立讯技术等产业角色。
项目聚焦高速互连架构、关键器件和标准协同,公开计划还将围绕电连接器给出2D、3D图纸级定义。
按照已披露路线图,OPEN NPO计划在2026年第三季度发布首版技术规范,推进光引擎与电连接器样品适配和场景测试,并在2027年上半年继续完善协作机制、推动规模商用。
标准的商业意义十分直接:云厂商和设备厂商可以保留多供应商采购能力,光引擎厂商能够面对更大的共用市场,系统设计也不必为每一家供应商重做主板。
与此同时,统一接口会压缩缺乏差异化的组装利润,竞争重心将向核心器件、系统协同、量产良率和可靠性数据迁移。
MSA、OIF、IPEC以及不同地区项目同时推进,说明产业热度已经形成,也暴露出技术仍处于定型前夜。
NPO不是终点,光电融合正在成为下一代计算底座
对NPO最大的质疑,是它命短。
台积电COUPE的路线图摆在那里:今年量产基板集成方案,2027年前后推出6.4T CPO封装,最终把光学元件整个塞进处理器封装内部,带宽密度四年内提升八倍。
IDC预计CPO大规模商用将在2028年前后到来。照这个节奏,NPO的黄金期只有2026到2028这三年。
TrendForce集邦咨询测算,CPO与NPO合计市场规模将从2025年的约1亿美元跃升至2030年的390亿美元以上——而这其中2026到2028年的增量,主要靠NPO扛。
NPO在2027年规模商用后,大概率与CPO长期共存,各守scale-up与scale-out的不同段位。
不同技术路线将在不同场景长期共存。传统光模块依然具备成熟、灵活、维护方便等优势;
NPO适合需要更高带宽密度,同时希望保持一定升级能力的场景;CPO则代表更深度的光电融合方向。
从产业演进看,NPO更像是一座桥。它连接了今天成熟的光通信体系,也通向未来高度融合的计算架构。
未来几年,AI基础设施竞争的焦点将逐渐从单颗芯片性能,扩展到整个系统效率。
结尾:
计算、存储、网络、封装之间的界限会越来越模糊。光进入芯片附近,只是第一步。
更远的方向,是让光成为计算系统内部的基础语言。当数据传输成为限制算力释放的新瓶颈,光电融合就不再是技术选择,而成为产业演进的必然方向。
部分资料参考:行行查研究中心:《NPO 近封装光学:AI 算力基建承上启下的关键光互联路线》,光通信观察:《光模块需求展望及CPO/OIO和NPO路径探讨》,新浪财经:《CPO过渡方案:NPO(近封装光学)价值环节及厂商梳理》










