由于人工智能技术和网络模型的快速发展，铜互联技术已难以维系当前的需求，将数据中心的处理能力和网络容量推至极限边缘。

为了应对数据中心网络需求的指数级增长，同时降低因处理速度、带宽和密度提升所带来的能耗，光学连接必须更贴近网络和处理芯片（IC），以缩短连接芯片的铜线布线长度。光电共封装（CPO）通过将光学收发器（通常称为光子芯片）与芯片封装在同一硅基板上，实现了这一目标；这项技术大幅缩短了光学元件与电气芯片之间的电气路径长度，由此降低了功耗，同时实现了前所未有的带宽集中度。

光纤完胜铜缆：我来解释原因

当数据传输速率达到200 Gb/s时，通过铜缆传输电信号所需的功耗开始显著增加并达到难以承受的水平，而这正是CPO技术成为更优解决方案的临界点。CPO系统仍然需要通过光收发器来完成光电转换过程，但其位置发生了变化，从位于交换设备面板上的可插拔模块，转移到与箱内目标芯片近距离共封装的小型芯片（或芯粒）。数据中心芯片领域巨头博通和英伟达都已推出了基于CPO技术的数据中心网络产品，运行速度分别为51.2 Tb/s和102.4 Tb/s。

一“纤”牵起多点

 

以精确对准且可靠的方式将光纤连接至这些收发器芯粒或光子集成电路（PIC），是CPO系统发展的重要驱动力量。目前，实现这一目标的方法是将单模光纤阵列耦合到PIC的边缘或表面。这两种方法各有利弊，目前有多家芯片组企业正并行推进相关研发工作。但无论采用何种方法，光纤类型都是一样的，为此康宁正在积极研发高性能的“光纤到芯片”连接解决方案。

 

早期的CPO系统，如博通和英伟达针对以太网交换推出的解决方案，采用了高通道数的光纤阵列单元（FAU），旨在将光纤纤芯与PIC内部的对应波导进行精确对接。这些FAU的制造难度很大，因为它们需要满足以下要求：高光纤数配置、混合使用单模（SM）光纤和保偏（PM）光纤、根据光纤到芯片的耦合机制集成微光学元件、极高精度的公差对准、专为CPO优化的光纤以及多个连接器组件。康宁完全有能力为客户提供这些复杂的“箱内”线束，并且正在扩大业务规模以满足CPO技术普及带来的行业发展需求。

作为2025年光网络与通信研讨会及博览会（OFC）活动议程的一部分，康宁发布了GlassWorks AI™解决方案项下的CPO FlexConnect™光纤——这是康宁专为满足人工智能网络需求打造的一站式解决方案，覆盖数据中心内外场景。CPO FlexConnect™光纤采用单模设计，具有出色的抗弯曲性能，针对短距离配置场景进行了专项优化，尤其适用于箱内CPO光纤部署场景。

下图为FAU组件的结构示意图，图中右侧为PIC端的FAU，左侧是单模/保偏光纤线束和多个光学连接器，这些连接器在系统面板内侧进行对接。

 

由单模光纤和保偏光纤组成的CPO FAU组件

 

在OFC 2025展会上，康宁还展出了两款箱内CPO光纤基础设施实例。其中一款单机架单元模型搭载了102.4 Tb/s以太网交换系统，配备了64个MMC面板连接器和多达1024根信号光纤，以精密有序的布线方式连接至16个PIC。这些PIC与交换芯片都位于组件中央位置。此外，面板上安装的16个可插拔激光源模块，通过被称为保偏光纤的特殊光纤与这些PIC互连。

 

采用MMC连接器的高密度CPO光纤基础设施布局

 

另一款参展的CPO光纤基础实例是来自Mixx Technologies公司的基于GPU的互连系统。该系统的面板上配置了MMC连接器和可插拔激光源，采用密集排列的单模光纤与保偏光纤的混合架构，并配备了光纤管理托盘，确保光纤的配列方式便于后期维护。康宁已在多个数据中心及电信网络环境中成功部署大量高密度光纤基础设施，凭借丰富的经验和专业知识，能够确保这些系统实现稳健的规模化部署。

此外，在OFC 2025展会期间，康宁还展示了一种概念验证方案——一种使用带有集成光波导的玻璃基板，将光纤连接至芯片的先进方法。这种方法除了规模和成本方面的优势外，还可以在PIC边缘实现极高的波导密度，将波导间距缩小至约30微米，这远超最纤细的光纤所能达到的极限间距。下一代光纤到芯片耦合技术将使GPU光学技术成为可能，而这将需要达到前所未有的密度和规模水平。凭借在玻璃、连接器和光纤等领域的综合专长，康宁具备独特的优势，能够将这些关键组件集成至业界最先进的光纤到芯片连接器，这将助力我们的数据中心制造商客户开发出下一代CPO设计方案。

CPO曾被视为一种遥不可及的未来技术，然而，在人工智能技术迅猛发展以及对更高传输速度、更大密度以及更显著降低功耗需求的驱动下，这项技术已经从愿景转变为现实。凭借创新的光纤和连接技术解决方案，康宁拥有满足这一需求的全部要素，并期待在当下和未来持续推动CPO技术向前发展。 

 

 

作者简介

 

本文作者Benoit Fleury

 

Benoit Fleury 现任康宁光通信CPO业务发展总监。在此之前，他曾负责公司的OEM业务，包括微光学产品团队。加入康宁前，Benoit曾担任iBwave产品线管理团队的负责人。iBwave是一家室内射频规划软件公司，2025年被康宁收购。在职业生涯的早期阶段，Benoit曾成功推动包括北电网络和EXFO等其他电信公司的产品增长，并在加拿大北部创立了蜂窝基础设施和服务公司Lynx Mobility，并担任该公司的首任总裁兼首席执行官。

 

Benoit持有蒙特利尔康考迪亚大学电气工程硕士学位，是美国电气电子工程师学会（IEEE）高级会员，每年担任康考迪亚大学约翰莫尔森商学院国际MBA案例竞赛评委。工作之余，他还是一名狂热的帆船和机车爱好者。