AI Data Center 光互连的新分岔:XPO 与 CPO 的空间重构

26 May 2026

AI 基础建设正在被「空间与热密度」重新定义

 當 AI 運算規模快速擴展,資料中心的瓶頸已經不再只是算力或頻寬,而是逐漸轉向更底層的物理限制。而系統設計正在從「電、訊號效率」轉向「空間與熱的協同設計」,在交換機層級,這種轉變最明顯地體現在兩種架構路徑的出現:XPO 與 CPO。

XPO:延伸 Pluggable 架构的高密度演进 CPO:极致整合的光互连路径

相较之下,eXtra-dense Pluggable Optics(XPO)则选择另一条路径。

它并未改变 pluggable 的基本架构,而是在既有生态系之上进行密度与散热能力的扩展。

设计目标集中在:

  1. 提升 front panel port density
  2. 支援更高功耗 optical module
  3. 导入 liquid cooling / cold plate 架构
  4. 扩展至 #12.8T 等级模组
  5. 维持可维护与可替换性

XPO 的本质更接近:

在不改变系统架构的前提下,最大化现有空间的使用效率。

这使得 XPO 在 AI Data Center 中,更容易被导入到既有供应链与系统设计之中。

Co-Packaged Optics 的核心概念,是将光学元件直接整合至 ASIC 封装附近,缩短高速电讯号的传输距离。

 

设计目标集中在:

  1. 降低 SerDes 功耗
  2. 减少 signal loss
  3. 最小化 latency
  4. 提升整体 energy efficiency

 

CPO 是一种「封装级整合策略」,透过高度整合来重构 PCB 上的电讯号路径。

然而,随着整合程度提升,也同步带来更高的制造与维护挑战。

因此 CPO 更偏向一种「极致效率导向」的架构方向。

 


两种架构其实指向同一个问题!

 虽然 XPO 与 CPO 在技术路径上不同,但它们的本质并不是竞争,而是针对同一瓶颈的不同解法。

这个共同问题是:如何在有限 PCB 与 front panel 空间内,同时容纳高速光互连、功率消耗与散热需求。

在这个框架下:

 两者分别从不同角度回应 AI 系统的物理极限。

 


AI Data Center市场目前趋势

 目前产业普遍认为,在短中期内,XPO、NPO(Near-Packaged Optics)以及各类 Pluggable Optics 架构,仍将是 AI Data Center 的主流方向,并持续朝更高频宽与更高密度快速演进。

 其原因在於,模組化架構目前仍具備較高的:

  1. 系统可维护性
  2. 供应链弹性
  3. 部署成熟度
  4. 大规模扩展效率

 然而,随着 switch ASIC bandwidth 与 SerDes lane speed 持续提升,PCB 上的高速 electrical path 将面临更高的:

  1. signal loss

  2. power consumption

  3. routing complexity

  4. thermal density

 在此情况下,CPO(Co-Packaged Optics)透过缩短 electrical interconnect distance 与提升封装整合效率,未来可能在 ultra-high bandwidth AI systems 中逐步提高重要性。

 不过,目前市场更倾向认为

 XPO 与 CPO 并非彼此取代的关系,而是可能在不同频宽世代、系统规模与部署场景下长期共存。


供应链进入新的分工阶段?

 随着 XPO 架构的普及,产业价值链也正在重组。

 除了光学设计本身之外,以下能力变得同样关键:

  1. 高功率电源传输设计(Power Delivery)
  2. 液冷与水冷板结构设计
  3. 高密度机构整合能力
  4. 高速连接与电流传输设计

 在这样的趋势下,Nextron 所具备的制造能力,可以自然延伸至 XPO module 生态系中,特别是在:

  1. AI伺服器电源传输集成
  2. 液冷冷板制造
  3. 高速大电流互连设计

  人工智慧基础设施机电集成等领域,提供从设计到量产导入的技术支援。


参考文献

XPO / High-Density Pluggable Optics

l   Introducing XPO: Pluggable Optics for AI Networking

l   XPO vs CPO: The Trade-offs Between Speed, Power, and Modularity in Next-Gen AI Networking

CPO / Co-Packaged Optics

l   Broadcom Bailly CPO


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