拿下英伟达超级订单 175年玻璃老厂翻身
CPO：光学器件向芯片内部的“渗透”
当前数据中心的主流方案，是在交换芯片旁配置可插拔光模块：芯片先以电信号将数据送至光模块，再由光模块完成电－光转换，最后通过光纤输出。这种架构的优势在于灵活。光模块损坏可单独更换，不影响芯片本体。但问题同样明显：芯片到光模块之间那段高速电气走线本身就会消耗大量功耗与带宽。
而黄仁勋反复提及的“吉瓦级 AI 工厂”，每一个都是由数十万块 GPU 组成的单一计算实体，总功耗逼近十亿瓦特。在这种量级下，省下的每一瓦电力，都意味着可观的运营成本节约。
CPO（Co-Packaged Optics，共封装光学）的思路，正是从物理层面“干掉”那段高损耗的电气走线：将激光器、调制器、光电探测器等光学引擎直接封装到芯片基板上，让电－光转换发生在芯片内部，而非外部可插拔模块中。
这一架构带来多重优势。首先是功耗大幅降低：省去芯片到光模块之间的高速电气传输路径，相关信号驱动与均衡电路可简化甚至取消；其次是带宽密度提升：光学通道可更密集地排布在芯片周围，不再受限于可插拔接口的物理尺寸；此外，信号路径缩短、电－光转换更靠近计算核心，也有助于降低整体延迟。
当然，CPO 也带来新的工程挑战。核心难题在于：如何在一块基板上同时集成高性能电芯片与精密光学器件？电芯片需要高密度电气布线，光学器件则要求稳定的光路耦合与极低的热膨胀系数。传统有机基板在热膨胀控制、表面平整度和布线精度上，均难以满足这一严苛要求。
康宁深耕多年的玻璃工艺再次派上了用场。康宁正在推进以玻璃基板替代传统有机基板的技术路线。玻璃材料在热膨胀系数、表面平整度和布线精度上具有天然优势，更关键的是，玻璃内部可直接刻蚀光波导。
让同一块基板同时充当芯片的“地基”与光信号的“通道”。尽管英特尔、三星也在布局各自的玻璃基板项目，但在光学级玻璃的加工与精密成型领域，康宁一百七十余年的工艺积累，构成了纯半导体公司短期内难以逾越的壁垒。
此外，CPO 还需解决光纤与芯片之间的耦合界面问题：如何让光纤端面与芯片上的光波导实现微米级对准，并在长期运行中保持稳定？这涉及高精度光学连接器的设计与制造，同样是康宁的强项。
回看英伟达的三笔投资，逻辑便清晰起来：Lumentum 专注光源器件（如激光器），Coherent 主攻光子集成芯片（如调制器、探测器），而康宁则掌握光纤、连接器与玻璃基板。“光的产生、处理与传输”三大关键环节，英伟达已全部落子。自身则居于系统架构定义者的位置，确保光学技术的演进方向与自家 GPU、交换芯片的路线图紧密协同。
这或许还将直接重塑英伟达下一代芯片的设计逻辑。
当光纤互连打破铜缆在带宽、功耗与传输距离上的物理天花板，芯片团队在规划新一代 GPU 或交换芯片时，便无需再为“信号衰减快、传输距离短”预留大量冗余补偿电路，从而能把更多晶体管与功耗预算倾注于计算核心与 AI 加速单元上。
更重要的是，英伟达通过资本深度参与光学器件的底层定义，未来有望实现光引擎与芯片 I/O 架构的同步迭代，让下一代产品从设计之初就原生适配高密度光互连。长远来看，这还可能推动“计算芯粒+光学玻璃基板”的异构封装成为新标准，使光互连从外部配件彻底转变为英伟达算力平台的核心底座。
图 | CPO 技术概念示意图（来源：康宁）
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还没人说话啊，我想来说几句
当前数据中心的主流方案，是在交换芯片旁配置可插拔光模块：芯片先以电信号将数据送至光模块，再由光模块完成电－光转换，最后通过光纤输出。这种架构的优势在于灵活。光模块损坏可单独更换，不影响芯片本体。但问题同样明显：芯片到光模块之间那段高速电气走线本身就会消耗大量功耗与带宽。
而黄仁勋反复提及的“吉瓦级 AI 工厂”，每一个都是由数十万块 GPU 组成的单一计算实体，总功耗逼近十亿瓦特。在这种量级下，省下的每一瓦电力，都意味着可观的运营成本节约。
CPO（Co-Packaged Optics，共封装光学）的思路，正是从物理层面“干掉”那段高损耗的电气走线：将激光器、调制器、光电探测器等光学引擎直接封装到芯片基板上，让电－光转换发生在芯片内部，而非外部可插拔模块中。
这一架构带来多重优势。首先是功耗大幅降低：省去芯片到光模块之间的高速电气传输路径，相关信号驱动与均衡电路可简化甚至取消；其次是带宽密度提升：光学通道可更密集地排布在芯片周围，不再受限于可插拔接口的物理尺寸；此外，信号路径缩短、电－光转换更靠近计算核心，也有助于降低整体延迟。
当然，CPO 也带来新的工程挑战。核心难题在于：如何在一块基板上同时集成高性能电芯片与精密光学器件？电芯片需要高密度电气布线，光学器件则要求稳定的光路耦合与极低的热膨胀系数。传统有机基板在热膨胀控制、表面平整度和布线精度上，均难以满足这一严苛要求。
康宁深耕多年的玻璃工艺再次派上了用场。康宁正在推进以玻璃基板替代传统有机基板的技术路线。玻璃材料在热膨胀系数、表面平整度和布线精度上具有天然优势，更关键的是，玻璃内部可直接刻蚀光波导。
让同一块基板同时充当芯片的“地基”与光信号的“通道”。尽管英特尔、三星也在布局各自的玻璃基板项目，但在光学级玻璃的加工与精密成型领域，康宁一百七十余年的工艺积累，构成了纯半导体公司短期内难以逾越的壁垒。
此外，CPO 还需解决光纤与芯片之间的耦合界面问题：如何让光纤端面与芯片上的光波导实现微米级对准，并在长期运行中保持稳定？这涉及高精度光学连接器的设计与制造，同样是康宁的强项。
回看英伟达的三笔投资，逻辑便清晰起来：Lumentum 专注光源器件（如激光器），Coherent 主攻光子集成芯片（如调制器、探测器），而康宁则掌握光纤、连接器与玻璃基板。“光的产生、处理与传输”三大关键环节，英伟达已全部落子。自身则居于系统架构定义者的位置，确保光学技术的演进方向与自家 GPU、交换芯片的路线图紧密协同。
这或许还将直接重塑英伟达下一代芯片的设计逻辑。
当光纤互连打破铜缆在带宽、功耗与传输距离上的物理天花板，芯片团队在规划新一代 GPU 或交换芯片时，便无需再为“信号衰减快、传输距离短”预留大量冗余补偿电路，从而能把更多晶体管与功耗预算倾注于计算核心与 AI 加速单元上。
更重要的是，英伟达通过资本深度参与光学器件的底层定义，未来有望实现光引擎与芯片 I/O 架构的同步迭代，让下一代产品从设计之初就原生适配高密度光互连。长远来看，这还可能推动“计算芯粒+光学玻璃基板”的异构封装成为新标准，使光互连从外部配件彻底转变为英伟达算力平台的核心底座。
图 | CPO 技术概念示意图（来源：康宁）
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