随着超节点集群规模继续扩展至256节点乃至千卡级别,且单通道传输速率迈向800Gb/s,铜缆的固有物理局限性正日益凸显,已成为制约智算集群互连性能与扩展潜力的严峻挑战。然而,在高速传输场景下,铜缆面临着距离受限、功耗激增、速率瓶颈和布线困难等严峻挑战,已然逼近其性能极限。不同速率的电信号在服务器内不同位置的损耗情况
首先,铜缆的局限性体现在其距离限制。受限于信号衰减,铜缆的有效传输距离极其有限。例如,在极短的10厘米PCB走线中,100Gbps的速率就足以造成超过15dB的插入损耗,导致信号失真率突破5%。当GPU跨越多机柜时,距离超过10米的情况下,信号衰减与功耗问题更为突出。其次,功耗激增是另一核心痛点。
在800Gbps及以上的高速传输场景下,电流通过铜线产生的巨大热量不仅大幅推高了数据中心的运营成本,也显著增加了系统的散热复杂性。
再者,铜缆面临着传输速率瓶颈。受限于“趋肤效应”和PCB走线的寄生电容、电感,其中长距离传输的单通道速率难以突破200Gbps,且多通道并行会导致严重的串扰,进一步限制了电互连的带宽密度。
最后,布线困难成为规模化部署的巨大障碍。随着智算集群规模呈指数级扩张,所需的铜缆数量几何级增长,使得布线难度与成本显著提高,严重制约集群快速扩展和高效运维。这四大固有物理局限,使得铜缆已无法满足未来高算力密度和大规模扩展的智算集群的严苛需求。
为跨越基于电信号铜缆传输的固有物理极限,新一代光互连技术正快速登上历史舞台。以近封装光学(NPO, Near Package Optics)、共封装光学(CPO, Co-Packaged Optics)、以及光输入/输出(OIO, OpticalInput Output)为代表的创新方案成为替代铜缆方案的优秀选择。
NPO、CPO、OIO的技术演进之路
这正是为了将光的优势不断“前推”,更贴近计算核心。
传统可插拔光模块:光模块作为一个独立的、可热插拔的单元,安装在网络交换机前面板的端口上。电信号通过PCB板传输很长距离才能到达光模块,进行电光转换。在超高速率下,这段PCB走线本身的损耗和功耗已经变得不可忽视。
近封装光学:将光引擎从前面板移近到交换机芯片所在的同一块基板(如硅中介层)上,通过更短、更高效的电气通道连接。它像是把“食堂”从“院子外面”搬到了“办公楼隔壁”,大大缩短了“吃饭”(电光转换)的路径,降低了IO功耗和延迟。但光引擎和交换机芯片仍是两个独立的裸片。
共封装光学:这是更激进的一步。它将光引擎和交换机芯片共同封装在同一个基板上,形成一个高度集成的“联合办公室”。它们之间的电气互联距离缩短到毫米级,实现了极致的功耗和性能优化。这是应对1.6T及以上速率的关键路径。
光输入/输出:这是一个更宏大的愿景,指计算芯片(CPU/GPU/XPU)直接使用光信号进行I/O,相当于给芯片“喂光饭”,完全绕开了芯片级别的电气互联瓶颈。这目前仍处于前沿研究阶段。
演进逻辑总结: 可插拔 → NPO(解决板级损耗) → CPO(解决芯片间互联损耗) → OIO(解决芯片内互联损耗)。
“铜缆产能过剩,光进电退?”的辩证看待
铜缆不会消失,而是退守“最后几米”:在极短距离(如机柜内服务器到顶层交换机,通常<5米)、低成本场景下,铜缆(特别是无源DAC)因其低廉的成本和零功耗优势,依然是不可替代的。它的市场会收缩,但不会消亡。
产能过剩是结构性的:传统低速SAS系列铜缆可能会面临过剩,但用于高速连接的高级铜缆(如高速DAC、用于芯片封装的基板线路)依然有需求。市场正在经历从“量”到“质”的转变。
光进电退是技术驱动的必然趋势:驱动这一趋势的根本力量是算力的爆发式增长(特别是AI/ML),其对数据吞吐量和能效的要求已经突破了铜介质的物理天花板。这不是一个选择问题,而是一个生存问题——不用光技术,数据中心将无法运行也无法冷却。
挑战与共存:光互连技术本身也面临挑战,如成本(尤其是CPO的封装和测试成本)、可靠性、标准化和生态系统成熟度等。在未来很长一段时间内,数据中心内部将是一个光铜混合的架构,各自在最适合的领域发挥作用。
“光进电退”是千真万确的产业大趋势。以NPO/CPO为代表的先进光互连技术,正是为了打破“铜的枷锁”,为下一个时代的算力基础设施铺平道路。这不是一场简单的替代,而是一次深刻的产业升级和分工再定义:光技术将承担起中长距离乃至系统内核心互联的重任,而铜技术则固守超短距离、低成本的优势阵地。 这场变革才刚刚开始,并将随着AI对算力的无尽渴求而加速推进。关于高速互连技术发展与研讨峰会邀请
当前,高速互连技术正处于“光进电退”演进的关键节点,NPO、CPO、OIO等先进封装技术成为发展焦点。为应对信号完整性、功率损耗及供应链重组等核心挑战,高速铜缆产业链亟需在材料创新、精密制造工艺及测试验证体系等维度实现关键技术突破。
为此,我们诚邀您出席 12月20日于广东惠州举办的高频高速技术研讨峰会。本次峰会已获得产业链头部企业的全力支持,旨在汇聚行业同仁,围绕 “技术瓶颈突破” 与 “产业链协同创新” 展开深度探讨,以技术创新驱动产业升级,携手构建高速互连领域的技术生态体系。诚邀您报名参会,为行业发展贡献一份力量!
本次会议将采用:惠州本地高速铜缆供应链企业参观+现场展台观展+线缆技术交流+行业圆桌会议+交流晚宴几部分组成,会场按照800人+规模布置,报满即止.更多会议细节了解可以电话:150-1533-1777,鲁总.欢迎扫描二维码报名:
惠州及其周边已经聚集了一批像乐庭(LTK)、达为、蓝原、德胜、汇聚,慧通等这样的行业重要企业,形成了一个充满活力的高速铜缆产业生态。除了这些代表性企业,一份2025年6月的行业调研数据显示,全国具备规模化量产能力的高速铜缆裸线工厂已突破43家,产业生态正在急速扩张。在这一背景下,选择在惠州举办研讨会,可以说是精准地切中了产业发展的脉搏。
本次研讨会的主题“高频高速”正处在市场的风口上,在一个快速成长但同时也伴随潜在风险的行业里,交流与洞察显得尤为重要。本次研讨会可以作为平台,帮助与会者共同关注以下核心议题:
警惕产能过剩风险:高频高速铜缆供应链的扩张速度远超市场普遍预期。需要密切关注迅猛的产能扩张,是否会与下游AI服务器的实际放量节奏不匹配,从而导致行业竞争加剧和毛利率承压。
聚焦技术壁垒与良率:高速铜缆对材料纯度、制程精度要求极高。新进厂商能否快速实现稳定量产并达到可接受的良率,是产能能否有效转化为实际供给的关键。
洞察产业链价值转移:随着裸线产能的快速扩张,利润未来可能向具备核心技术的连接器头部组装厂、上游高端材料供应商转移。把握产业链中的价值高地,对企业定位至关重要。