Ranovus：共封装光学（CPO）技术演进与AI计算生态的革新之路

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      该报告是Ranovus公司在2025年OCP加拿大技术日上主题为Co-Packaged Optics Market - Technology and Ecosystem Roadmap的分享，主要内容如下：

一、技术迭代：从电信时代到AI超级周期的底层逻辑变革

1. 电信时代（1980-2000）：硬件架构的早期探索

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      20世纪末的通信市场以AT&T、德电、法电、NTT、Bell、中国电信等传统运营商为核心，供应链呈现垂直整合模式：系统层、及子系统层（朗讯、西门子、阿尔卡特、华为、北电、NEC等）与组件层（BOSCH、FUJITSU）构成严格层级。然而，电信服务未能成为“杀手级应用”，3G移动技术发展不及预期，行业增长陷入瓶颈。 2. Web 2.0时代（2000-2020）：供应链解耦

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      微软、亚马逊、谷歌等互联网巨头崛起，推动供应链“去中心化”，传统垂直整合的供应链模式被打破，各环节（如系统、子系统、组件、代工等）走向专业化分工与独立运作。

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      当供应链拆分后，价值创造的重心从传统的系统集成层向下游转移。客户通过与组件设计商、代工厂、封装测试厂商（OSAT）等深层环节合作，直接建立联系，在芯片架构、制造工艺等核心领域实现技术突破，从而构建差异化竞争优势。

      同时，客户与供应链底层环节的直接协作成为技术创新的核心驱动力。云服务商与芯片厂商、流片厂、封测厂等合作，共同定义硬件规格，缩短创新周期，实现从设计到量产的端到端优化。例如，云服务商自主研发CPU、高速Serdes、GPU及光交换机等等，实现从设计到制造的全流程把控，降低成本并提升技术差异化优势。

3. 算力网络时代(2020+）：

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      传统数据中心基础设施的增长到2028年将持续乏力，取而代之的是对算力和网络具有极致要求的AI数据中心。AI数据中心在交换机内的互连需求是传统的100倍，后端互连的带宽需求也达到了10倍，数据中心架构正在经历升级和变革。此时，科技巨头重构产业权力更加明显，定制化系统设计＋芯片开发，软件-硬件协同设计成为趋势，核心组件商、代工厂通过技术优势绑定巨头，共同推动AI、算力领域创新。

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二、AI时代的算力困局：计算-互连-内存的“三角悖论” 1. 性能增长失衡

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      AI算力需求呈指数级爆发：英伟达H100 GPU的浮点运算能力20年内增长6万倍（3倍/2年），但DRAM带宽仅增长100倍（1.6倍/2年），互连带宽仅增长30倍（1.4倍/2年）。目前铜缆互连仅支持72 GPU/机架，传输距离＜1m，需要超过5000根铜缆，重量超110公斤。而大型AI集群（如3.2万GPU）更加面临“数据传输瓶颈”，需求455个GPU机架，最远连接距离达到70m，当前铜缆无法覆盖，而采用光模块连接需要9MW的能耗。

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2. CPO光学互连的破局

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      硅光子技术的成熟使光学互连突破传输限制，500米传输距离满足3.2万GPU集群规模化部署的70m互连要求。RANOVUS的ODIN® CPO技术将功耗降至传统方案的1/3（3MW），尺寸与成本压缩至1/10，预计2027年开始，CPO使能大规模AI集群的计算+存储＋光互连将会到来。

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三、CPO技术图谱：从芯片设计到生态落地的多维竞争

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1. 核心厂商的产品矩阵

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- 博通（Broadcom）BCM78909：51.2Tb/s多层CPO交换机，集成64个Peregrine SerDes核心，支持64×800GbE等多速率端口，通过128根单模光纤实现CWDM（1271nm-1331nm）传输，单光纤承载4×100G链路。目前，博通已经发布了新一代的支持200G/lane CPO的102.4T交换芯片。博通发布全球首款102.4T交换机芯片Tomahawk6：定义超大规模AI网络核心架构

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- 英伟达（NVIDIA）硅光子引擎：200Gbps微环调制器实现1.6Tb/s吞吐量，功耗较传统方案降低3.5倍，2025年Q4计划通过18颗1.6Tb/s芯片达成28.8Tb/s带宽。

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       (Ravonus同样采用微环调制器方案，今年DesignCon会议上刚报道了8×8×112Gbps的硅光CPO引擎DesignCon 2025: Ranovus/联发科/富士康的CPO方案)。

2. 技术路线分化：XPU-CPO vs Switch-CPO

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- XPU-CPO：聚焦算力单元集成，如RANOVUS 2024年推出的ODIN® ASOE系列，内置激光源版本功耗低至4pJ/bit，外置版本则为5 pJ/bit。 - Switch-CPO：侧重网络交换节点优化，博通与英伟达分别推出基于交换机的CPO方案，适配大规模集群的互连需求。 四、生态图景与市场预测：AI超级周期下的万亿赛道 1. 产业链协同格局

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- 芯片与组件层：RANOVUS与AMD、联发科合作开发商用解决方案，同时服务Cerebras等晶圆级计算厂商。 - 客户层：亚马逊、微软、谷歌等云服务商主导定制化需求，字节、阿里、腾讯等科技公司加速布局。 2. 市场规模展望

      AI超级周期推动算力基建爆发，2028年AI计算TAM预计达5000亿美元，CPO市场规模预计将突破100亿美元。RANOVUS作为少数覆盖全AI计算细分领域（商用、定制、晶圆级）的CPO厂商，其技术路线被视为行业标杆之一。

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五、总结       CPO技术的演进不仅是传输介质的升级，更是计算架构的范式转移——当光学互连与芯片设计深度耦合，算力、存储与网络的“无缝融合”将成为可能。