关键词：NPO、CPO、硅光、光引擎、先进封装、AI算力、光互连

过去两年，AI算力产业的关注焦点，正在发生一个重要变化。

如果说此前大家关注的是GPU、HBM和先进制程，那么今天，越来越多的目光开始转向一个问题：

当数万张乃至数十万张AI加速卡连接在一起时，数据究竟应该怎样传输？

这个问题看似简单，实际上正在影响下一代AI计算系统的架构设计。

过去，光模块通常插在交换机的前面板上。数据从交换芯片出来，先经过一段高速铜走线，再进入光模块完成电光转换。

但随着800G、1.6T乃至更高速率光互连的发展，铜走线不再是一个可以忽略的环节。

电信号传得越快，损耗、串扰和功耗问题就越突出。

于是，一个新的工程思路受到越来越多的关注：

既然高速电信号很难传得又远又省电，为什么不把光电转换的位置直接搬到芯片旁边？

这就是NPO——Near-Packaged Optics，近封装光学。

2026年，NPO已经出现多个值得关注的产业信号。

3月，博通在OFC 2026展示了基于VCSEL的3.2T NPO技术方案；Lightmatter发布面向NPO与板载光学应用的6.4T Passage L20光引擎。

9月，Open CPX MSA正式发布面向NPO/CPO的可插拔光引擎规范，华为则发布采用7.2T Hi-ONE NPO光引擎的昇腾960超节点。

与此同时，中国光模块企业以及全球光子芯片、连接器、半导体制造厂商，正在加快相关技术布局。

这些事件释放了一个信号：

光互连产业的竞争，正在从光模块速率之争，进入光电系统架构之争。

不过，NPO究竟是革命性技术，还是CPO量产前的过渡方案？哪些企业可能受益？它又会怎样改变现有光模块产业？

一、NPO究竟是什么？先搞懂一个核心概念

很多人第一次听到NPO，会把它理解为一种新的光模块。

这个理解并不完全准确。

NPO首先是一种光电互连的系统架构，其核心变化是光电转换的位置。

传统可插拔光模块的典型信号链路是：

交换ASIC → PCB高速铜走线 → 前面板光模块 → 光纤

NPO则变成：

交换ASIC → 短距离高速电连接 → 近封装光引擎 → 光纤

两者看起来只是光引擎的位置不同，但对高速系统的影响非常明显。

在传统交换机中，光模块位于设备前面板。ASIC到模块之间需要经过封装出线、PCB走线、连接器等多个环节。

随着单通道速率向200G级演进，保持电信号质量越来越困难。

NPO把光引擎放到ASIC附近的PCB区域，缩短高速电连接路径，从而降低电气通道损耗，并为降低均衡、重定时及驱动相关功耗创造条件。

但NPO和CPO还有一个关键区别。

NPO通常让光引擎保持独立封装，并可以采用插座或可拆卸连接结构。

CPO则进一步把光引擎集成到与主芯片紧密耦合的封装体系中，典型实现是在同一封装基板上集成交换ASIC和光引擎。

这意味着：

NPO选择了“物理靠近、制造分离”；CPO则追求更高程度的封装集成。

这个差异决定了两条路线在技术难度、成本、供应链、维护方式和商业化节奏上的不同。

二、为什么NPO偏偏在这个时候受到关注？

驱动NPO发展的，并不是某种全新的光学物理原理。

真正的推动力，是高速电互连正在变得越来越昂贵。

1. 高速铜互连正在遭遇损耗与功耗压力

芯片之间传输信息，通常依靠高速SerDes接口。

在较低速率下，电信号穿过一定长度的PCB走线并不特别困难。

但当单通道速率从100G提升到200G甚至更高水平时，情况会明显不同。

以200G级PAM4信号为例，其符号速率已经进入约100GBaud量级。

此时，工程师必须认真处理高频插入损耗、阻抗不连续、反射、串扰以及抖动等问题。

为了让接收端正确恢复数据，系统需要足够的发送端信号质量、接收端均衡能力，有时还需要额外的重定时器或者DSP处理。

问题在于，这些处理并不是免费的。

它们需要芯片面积、功率和散热资源。

随着交换芯片总带宽提升到51.2T、102.4T等量级，大量高速通道产生的功耗和布线压力会进一步累积。

NPO的直接价值，就是缩短最难处理的高速电信号传输路径。

路径缩短后，部分系统有机会减少中间重定时环节，采用线性光学架构，将更多均衡能力保留在主芯片侧。

这里需要强调：

NPO不等于必然取消所有DSP，也不等于系统不再需要信号处理。

是否可以采用去DSP架构，取决于ASIC SerDes能力、电气通道损耗、光链路质量以及误码率要求。

2. AI集群开始突破传统机箱边界

传统服务器可以理解为一台相对独立的计算设备。

但在AI训练和大型推理系统中，越来越多加速器需要被组织成一个更大的计算域。

行业通常把这种高带宽、低时延的紧耦合互连称为Scale-up；而通过网络扩大计算节点规模的方式通常称为Scale-out。

NPO特别值得关注的应用之一，就是跨板、跨机箱甚至跨机柜的高密度Scale-up互连。

对于非常短的距离，铜仍然可能具有成本和功耗优势。

但当连接数量增加、距离延伸、带宽密度提高时，继续使用铜互连可能带来更复杂的布线、更大的线缆体积，以及额外的信号补偿需求。

光纤具有低损耗、重量轻、适合长距离高速传输等优势，因此开始进入过去主要使用铜连接的场景。

这意味着，未来光互连不只是连接交换机，还可能更深入地参与AI计算系统内部的数据交换。

3. 传统可插拔方案开始受到面板密度约束

还有一个容易被忽略的问题：空间。

传统光模块需要安装在交换机面板上。

当速率和端口数量不断提高时，面板空间、光模块散热和光纤管理都会形成约束。

NPO把光引擎迁移到芯片附近，不再完全依赖传统前面板端口密度。

系统设计人员因此获得了新的空间组织方式。

所以，NPO的价值实际上来自三个方向：

更短的高速电路径、更高的光互连密度，以及更灵活的系统架构。

三、NPO、LPO、CPO、OIO，到底是什么关系？

理解这一产业，最重要的是不要把不同技术概念混在一起。

传统可插拔光模块

光电转换位于设备前面板，供应链成熟，标准化程度高，支持方便的热插拔维护。但从ASIC到光模块的高速电通道较长。

LPO：Linear Pluggable Optics，线性可插拔光学

它的重点是简化光模块内部的DSP和重定时功能，让主芯片承担更多信号补偿工作。

LPO主要改变信号处理架构，并不要求移动光模块的位置。

NPO：Near-Packaged Optics，近封装光学

它的重点是缩短ASIC与光引擎之间的高速电连接，同时保留光引擎与主芯片封装相分离的特点。

如果采用可拆卸设计，还能改善生产测试和维护方式。

CPO：Co-Packaged Optics，光电共封装

它把光引擎进一步集成到主芯片封装附近，典型方案使用共同封装基板。

CPO通常具有进一步优化电互连功耗和带宽密度的潜力，但制造、热管理和维修难度也可能更高。

OIO：Optical I/O，光输入输出

OIO更强调芯片或系统采用光学方式实现数据输入输出的功能目标，并不严格等同于某一种封装位置。

NPO和CPO都可能实现光I/O。

这里还需要提到OBO（On-Board Optics，板载光学）。它同样把光器件放在PCB上，与NPO存在技术交集，但NPO通常更强调光引擎与主ASIC之间的近距离高速电互连。

因此，我们不能简单把这些技术排成一条必然的替代路线。

LPO关注信号处理，NPO和CPO关注集成位置，OIO关注输入输出的实现方式。

不同技术可以组合，也可以长期共存。

四、打开NPO光引擎：里面究竟有哪些核心器件？

很多人认为NPO就是硅光技术。

实际上，NPO不必然等于硅光。

硅光是一种重要的实现路线，但行业也在探索VCSEL、EML以及其他光电集成方案。

一个典型NPO光引擎，可以从五个部分理解。

第一部分：高速电芯片EIC

EIC负责高速信号的电学接口及驱动、放大等功能。

发射侧可能包括驱动器，接收侧通常需要跨阻放大器TIA等电路。

由于NPO强调低功耗，EIC设计必须尽量降低不必要的电路开销。

第二部分：光子集成芯片PIC

在硅光方案中，PIC可能集成光波导、调制器、分光/合光结构以及探测器等功能。

它负责处理光的传输、调制与接收。

PIC采用什么材料体系、实现多高的集成度，将直接影响功耗、成本和制造良率。

第三部分：激光光源

光源是高速光互连系统的重要组成部分。

NPO既可以使用集成光源，也可以采用外置光源ELS。

外置方案通过光纤把连续波激光送到光引擎，再由调制器加载高速数据信号。

外置光源能够降低部分热管理和维护难度，但也会增加供光链路、连接器及光功率预算的设计复杂性。

集成光源则有机会提高系统集成度，但要求解决激光器温度、寿命和封装可靠性问题。

2026年华为发布的Hi-ONE就采用内置光源路线；另一些NPO方案则选择光源外置。

这说明光源架构尚不存在适用于所有场景的唯一最优解。

第四部分：光纤耦合与连接器

高速电信号被转换为光信号之后，还需要高效进入光纤。

这涉及FAU光纤阵列、光耦合结构、连接器以及高密度光纤布线等环节。

对普通投资人来说，这些元器件可能不够显眼。

但从量产工程的角度看，它们往往直接影响损耗、制造一致性、自动化程度和成本。

第五部分：封装、散热与管理系统

光引擎还需要可靠的机械固定、电源供应、温度监测和通信管理。

当NPO向6.4T、7.2T以及更高带宽发展时，这已经不是简单的光模块缩小问题。

它更接近一个电、光、热、机械协同设计的先进封装系统。

未来NPO厂商的核心竞争力，不只是能否做出光芯片，而是能否把上述器件做成可量产、可测试、可靠运行的产品。

五、真正的技术壁垒在哪里？

如果仅仅是把光引擎搬到ASIC旁边，NPO似乎并没有想象中复杂。

但真正的挑战，是在有限空间内同时解决六类工程问题。

难点一：高速信号完整性

NPO缩短了PCB走线，但并没有让高速电互连问题消失。

信号仍然需要穿过ASIC封装出线、PCB或中介连接结构、连接器以及光引擎电接口。

每个位置都可能带来阻抗不连续、插入损耗和串扰。

尤其在200G/lane及更高速率下，连接器设计、接地方式、差分走线结构和板材选择都会影响误码率。

对工程师而言，需要评估完整通道的S参数、眼图、均衡能力和BER，而不是单纯比较走线长度。

难点二：光耦合与光链路预算

光从芯片进入光纤，并不是没有损耗的过程。

光耦合、连接器、光纤、分光器件及其他光学结构都可能消耗光功率。

如果光源输出能力不足，或者系统损耗太大，接收端就可能无法满足灵敏度和误码要求。

一个完整的光链路必须具有足够的功率裕量，并考虑温度、老化和生产一致性。

对于高通道数NPO，微小的单通道损耗差异也可能变成规模化制造问题。

难点三：热管理

ASIC与光引擎靠得越近，热耦合问题就越难忽略。

高功耗交换ASIC或AI加速器会形成较高的局部热流密度。

而激光器、调制器和某些硅光器件，对温度变化较为敏感。

工程师不仅要把热散出去，还需要控制局部温差、温漂以及机械热应力。

在先进封装中，电气设计最理想的位置，并不一定是热设计最理想的位置。

这也是为什么NPO往往需要液冷、冷板和光引擎结构协同开发。

难点四：可拆卸连接的可靠性

NPO常被认为比CPO更容易维护。

但这有一个前提：系统必须真正采用适合维护的可拆卸结构。

如果光引擎采用永久焊接，维护优势就会明显减弱。

如果采用插座式设计，又必须处理连接接触电阻、插拔寿命、安装压力、板翘曲和机械公差。

更重要的是：

可拆卸不代表一定支持在线热插拔。

很多近封装方案仍可能需要设备断电、打开机箱或者拆除局部散热结构才能维护。

因此，真实维修时间比“支持可拆卸”这个宣传标签更有意义。

难点五：量产良率与测试成本

实验室展示一个3.2T或6.4T光引擎，与每月稳定交付数万套可靠产品，是完全不同的能力。

NPO需要在晶圆、裸片、光引擎和系统等不同阶段完成测试。

包括高速电学测试、光功率测试、温度循环、光纤耦合验证，以及多通道误码测试。

如果某个关键光学缺陷直到最终组装才被发现，前面投入的芯片、材料和封装成本就可能产生损失。

所以，KGD（Known Good Die，已知良品芯片）、自动光耦合和高效率测试，是NPO实现规模化的重要条件。

难点六：多供应商互通

数据中心客户通常不希望关键光互连器件完全依赖一家供应商。

但NPO一旦移入芯片附近，电接口、机械尺寸、功耗、冷却方式和管理协议就可能与平台深度绑定。

因此，产业界正在通过MSA推动接口标准化。

2026年9月发布的Open CPX规范，已经覆盖面向NPO/CPO的可插拔模块与连接器方案，最高定义到每插座7.2T的连接能力。

不过，标准发布并不等于所有厂商的产品已经完成全面互通验证。

真正的多供应商生态，还需要经过测试、认证和实际应用积累。

六、NPO的商业价值：不是省几瓦电那么简单

对一级投资人而言，技术先进不等于商业模式成立。

必须进一步追问：

客户为什么愿意为NPO付费？

首先是功耗经济性。

我们做一个简单的假设算例。

假设一台交换设备具有128个800G等效光互连端口，使用传统方案时，每个端口对应的光学部分功耗为15W。

如果一种NPO实现将其降低到9W，那么：

单端口节省6W。

整机128个端口就可以节省768W。

如果部署1000台同类设备，仅按上述假设，IT设备侧功率差异便达到768kW。

但需要说明：这里的9W并不是所有NPO产品的实际功耗指标，示例也未计入不同方案的主芯片SerDes、光源、电源及散热系统差异。

真正评估时，必须保持功耗边界一致。

其次是系统空间价值。

当AI集群进入超高连接密度阶段，减少连接器数量、光纤占用空间和设备面板限制，可能直接降低部署复杂度。

再次是可维护性价值。

如果一个光引擎发生故障，运营商究竟需要更换光引擎、整块板卡，还是昂贵的主芯片封装？

三种情况下的维护成本和停机影响可能相差很大。

这也是NPO与CPO商业竞争的关键。

NPO追求的不是单项功耗最低，而是在能效、带宽密度、制造成本和维护风险之间取得更好的系统级平衡。

但还要注意一个投资陷阱：

传统光模块中的DSP价值量减少，并不意味着节约下来的成本会全部转化为NPO光引擎厂商的利润。

部分成本可能转移到主ASIC、先进封装、冷却系统、连接器和测试环节。

所以研究NPO，应该看整个系统的BOM与TCO，而不是只看光引擎售价。

七、2026年的竞争格局：谁在占据产业关键位置？

NPO的产业竞争，正在逐渐形成几个不同层级。

第一层：掌握主芯片和系统架构的企业

代表企业包括博通、华为以及其他交换芯片和AI计算平台厂商。

它们拥有一个非常重要的优势：

可以直接决定高速接口的位置、功耗预算、系统拓扑和光引擎采用方式。

博通在2025年发布了102.4T Tomahawk 6 Davisson CPO交换平台，2026年又展示3.2T VCSEL NPO方案。

这表明大型ASIC平台厂商并不一定只选择一种光互连形态。

华为则在2026年9月公布采用Hi-ONE光引擎的昇腾960超节点，并表示其7.2T NPO光引擎具备量产能力。

华为还披露，相关超节点架构中，约5500个Hi-ONE光引擎可以替代传统方案所需的约4.8万个800G光模块，并给出系统功耗节约超过550kW的设计口径。

这组数字具有很强的架构参考意义，但仍需要注意，它属于厂商特定系统设计及公开披露口径，不能简单推广到所有NPO产品。

未来在NPO产业中，掌握ASIC平台定义权的企业，可能拥有较强的规格制定与供应链选择权。

第二层：光引擎和光模块企业

这一层更接近传统光通信产业，但产品形态正在改变。

海外企业中，Lightmatter在2026年推出6.4T Passage L20光引擎，并发布符合Open CPX方向的双向光连接产品。

国内企业中，华工正源在OFC 2026展示3.2T NPO方案，并于9月完成6.4T NPO动态演示。

中际旭创则在2026年公开披露中表示，正在根据客户需求开展NPO定制开发，并预计相关产品有望在2027年开始出货，更多客户可能在2028年采用。

此外，新易盛、光迅科技等厂商也在布局更高带宽的近封装光互连。

但投资分析必须区分四个阶段：

技术展示、客户送样、产品认证、批量交付。

只有走到持续交付和实际收入阶段，技术优势才真正进入商业兑现。

第三层：上游光电芯片与制造平台

NPO光引擎内部可能使用硅光PIC、III-V族光芯片、高速EIC以及其他光电器件。

因此，Coherent、Lumentum等光器件供应商，以及GlobalFoundries等具备硅光和相关制造能力的企业，都值得关注。

2026年，GlobalFoundries与Marvell还扩大了面向下一代光互连的SiGe技术合作，应用方向包括可插拔光模块、NPO和CPO。

需要特别指出：

NPO不等于硅光渗透率必然达到100%。

博通的VCSEL方向就提醒我们，未来技术路线仍有多样性。

企业最终能否获益，取决于实际进入客户BOM的材料和器件，而不是是否贴上“硅光概念”标签。

第四层：先进封装、连接器和测试企业

这一层可能是最容易被市场低估的环节。

NPO需要高速高密度电连接器、光纤阵列、光连接器、冷板接口、封装材料以及自动测试装备。

Molex、Samtec、TE Connectivity等企业参与了相关连接技术和产业标准发展，国内立讯技术等企业也进入NPO生态合作体系。

但这类企业的价值，并不只是“卖一个连接器”。

当信号速率、连接密度和维护要求不断提高时，关键连接结构可能从普通零件升级为影响整个系统成败的核心组件。

对于封装和测试企业，同样如此。

真正具备量产价值的，是可复制的工艺窗口、稳定良率，以及经过验证的可靠性。

八、NPO会不会取代CPO？

这是当前投资讨论中最容易出现误判的地方。

有人认为，NPO只是CPO成熟之前的过渡方案。

也有人认为，NPO因为容易维护，所以未来会全面取代CPO。

我认为，两种说法都过于绝对。

从技术上讲，CPO通常拥有进一步缩短电互连路径的潜力。

但从商业上看，客户并不只购买最低功耗。

客户还要考虑供应商数量、封装测试成本、系统散热、故障维修和既有产业链。

因此，NPO完全有可能在部分市场成为长期架构，而不是短期替代品。

与此同时，随着CPO的封装良率、可维护设计和制造工艺不断成熟，它也可能在某些高带宽密度场景获得竞争优势。

更合理的判断是：

未来并不只有一种光互连路线。

短距离和成本敏感场景，铜仍有价值。

前面板光模块会继续服务大量Scale-out网络。

NPO适合那些需要更高密度、又重视可维护和独立供应链的应用。

CPO则可能在极高带宽密度与严格功耗要求的系统中扩大采用。

真正重要的不是争论谁最终消灭谁，而是判断不同应用场景的成本和性能边界。

九、展望2027—2030年：NPO将走向哪里？

从2026年的产业进展看，NPO已经不再只是论文中的概念。

产品展示、产业标准和客户联合验证正在同步推进。

但不同市场的商业化进展并不一致。

部分系统厂商已经发布采用NPO的整机平台，而大量独立供应商仍处于送样、认证或导入阶段。

未来几年，建议重点关注三个变化。

第一个变化：接口标准逐步收敛。

包括Open CPX、OIF NPO项目以及国内OPEN NPO等产业协作，都在推动连接器、光引擎尺寸、电接口、散热和管理规范的发展。

真正的多供应商互通，将影响客户采购意愿和商业规模。

第二个变化：竞争从单一器件转向系统协同。

客户评价的将不再只是光模块速率，而是ASIC、SerDes、光引擎、冷却结构和光纤布线组合起来之后的综合表现。

第三个变化：量产能力成为分水岭。

随着产品进入实际部署阶段，谁能稳定交付、降低单位比特成本、提高良率并保持低故障率，谁就更有可能持续获得客户订单。

需要强调，2027年及以后的规模化进度仍是预测，不同云厂商、计算平台与网络场景的选择可能出现明显差异。

小结：NPO真正改变的，是光电产业的竞争方式

回头看整个光通信产业的发展，可以发现一条清晰的主线。

最早，工程师努力提高光器件速度。

后来，行业不断提升光模块集成度，从400G走向800G、1.6T。

而今天，随着AI计算系统的带宽需求持续增长，问题已经不仅是光模块本身能跑多快。

还包括：

光模块应该放在哪里？

光源应该如何布局？

哪些信号处理功能保留在ASIC？

光引擎由谁负责制造、封装和测试？

出现故障之后应该如何维护？

这些问题正在把光模块产业、半导体先进封装产业和AI计算系统设计连接起来。

NPO的核心，不是简单地把光模块做小，也不是把CPO的封装难度降低一点。

它是在重新划分光、电、芯片和封装的系统边界。

这也是为什么NPO值得一级投资人关注。

因为当产业架构发生变化时，价值链的利润分配也可能随之变化。

传统光模块厂商可能获得新的产品市场，光芯片与半导体制造企业可能进入更高价值的集成环节，而高速连接器、先进封装及测试企业，也可能迎来新的增长机会。

但最终的赢家，不一定是产品名称最先进、技术发布最早的企业。

而是那些能够在功耗、性能、成本、良率、可靠性之间找到平衡，并真正实现规模交付的企业。

用一句话总结：

未来的高速互连，不是让所有电信号消失，而是尽量缩短那些不该长距离传输的高速电路径。

NPO，正是这场光电架构变革中，值得持续观察的一条重要路线。

——老虎说芯

主要参考资料

本文依据截至2026年10月公开的厂商资料、技术规范及产业披露撰写。厂商性能、量产及商业化表述均应结合原始口径理解。

免责声明：本文仅用于半导体技术科普与产业研究交流，不构成证券投资建议。