一、ChatGPT横空出世的背后

近日来，美国人工智能研究公司OpenAI推出的聊天机器人ChatGPT火爆全网。它能通过强大的人工智能数据处理能力学习，理解人类语言，进行“打破第四面墙”的自然语言对话，打开了AI语言在商业化落地且成为消费端爆款的大门。在可预见的未来，ChatGPT将在搜索、论证、归纳、衍生、创作甚至决策等多个“人类维度”的操作带来颠覆性的变革，随之产生的周边应用和资本市场也会迎来指数爆炸的发展。

AI的进步迭代需要大量数据进行学习训练，譬如ChatGPT的训练就使用了约45TB数据，其中包含多达近1万亿个单词的文本内容。这对数据中心的运算负载所需算力提出超高的要求。

随着ChatGPT概念的不断升温，资本关注的目光开始投向与之相关的技术领域，其中以AI芯片等AIGC生态硬件端更抢眼，不断搅动着技术研发和资本市场的风向。CPO，作为芯片集成的一种新技术，也随着这股热度闯入大众视野。

二、CPO成为高算力需求下的替代方案

数据显示，全球AI算力需求从2012年到目前已增长超过30万倍。随着数据中心中电互连的速率不断提高，微电子芯片的整体功耗不断上升，微电子芯片和基于光电子技术的光收发芯片融合趋势不可阻挡。根据LightCounting报告显示，高算力需求背景下，CPO有望将现有可插拔光模块架构的功耗降低50%，在AI和HPC场景下的竞争优势更加明显。

CPO（Co-Packaged Optics)译为光电共封装，是把硅光模块和电子晶片用高规格封装的形式集成，形成是一种新型的高密度光组件，具有的功耗低、带宽大的特点。

简单来说，CPO就是将光模块不断向交换芯片靠近，缩短芯片和模块之间的走线距离，并逐步替代可插拔光模块，最终将光引擎和电交换芯片封装成一个芯片。通过这种封装方式，不仅能够解决超高算力后光模块数量过载等问题，并且交换芯片和光模块间的距离能够显著缩短，使得高速电信号能够实现两者之间的高质量传输。

在CPO技术兴起之前，传统的技术是把硅光模块和CMOS芯片独立成两个单独模块，然后在PCB板上连到一起，设计较为模块化，硅光模块或者CMOS芯片其中一个出问题都可以单独更换。但是也存在劣势，例如需要高功耗才能支持高数据率，设计超高速信号的PCB也需要较高的成本开销，集成度更低，限制了进一步提升数据中心的服务器密度。CPO技术的出现解决了这些问题。当网络速度提高至800Gbps以上，可插拔光组件将遭遇密度和功率问题，CPO成为了业界亟需的封装替代方案。

三、万丈高楼平地起——对话中国首个原生CPO标准研发组

如果把一项技术在工业领域、投资领域和消费领域的发展比作一座恢弘的摩天大楼，那么这项技术的标准研发则是立足本质的技术原点构造的坚实地基。

在CPO概念如火如荼的当下，我们与中国首个原生CPO标准的研发团队——无锡芯光互连技术研究院CPO标准工作组展开了深度对话。

标准研发组成员向我们介绍，中国原生CPO标准的制定是一项细致缜密的工作，研发团队联合产业链里重要的伙伴单位对服务器、交换机系统厂商、各类芯片厂商、封装厂商、光模块厂商、连接器厂商等对微电子芯片的各种应用场景、光电共封装技术的需求进行了调研和分析，初步确定了微电子芯片实现芯片级光互连技术要求的标准方案，描述了用于微电子芯片光互连接口的共封装模块设计要求，规定了收发器模块规格定义（含驱动电路）、客户端串行电路规格、共封装连线规格、光纤耦合以及光连接器等技术要求。

标准主要用于数据中心的业务场景，定义了1.6 Tb/s 共封装收发器的技术规范，其中以800G芯片组为基本架构单元，收发器器件作为构建模块，为25.6Tb/s交换机提供高集成低功耗解决方案，其中16个共封装模块与交换机芯片通过封装基板实现共封装（CPO）。

对话中我们了解到，无锡芯光互连技术研究院主导创制中国的CPO标准主要有两个目的：

一是对国内CPO产业相关企业的技术研发做出一个规范。毕竟CPO距离一项成熟的量产技术还有一定的距离，但它作为芯片算力的优解之一已经受到了众多厂商的认可，所以制定一个标准，是为立足CPO技术未来数年的长远发展，特别针对中国CPO相关企业对于性能、功耗的诉求，为其提供一个可以规范研发从而降本增效的参考。

“我们的CPO标准立足于微电子芯片光互连接口技术在数据中心业务场景中应用需求，基于新的技术方案以及产业生态，并着眼于未来速率提升的发展需求，在标准的技术内容编写上充分考虑了业界对于降低数据传输的功耗与成本，提高互连密度，降低时延，实现更高性能、更大带宽、更低功耗的诉求。”标准研发组成员介绍道。“标准的制定着重参考了当下中国在CPO领域的技术可实现性，充分结合中国特有的芯片产业生态，从多个方面进行了详细的研究与论证。”

二是为CPO在国内引发的产业进步开设一条不依赖国外标准的新赛道。现如今，国际科技竞争和技术封锁愈演愈烈，技术标准的制定已不再是简单的做事规则的协调统一，而成为决定技术演进趋势、影响前沿产业生态，乃至国家核心竞争力和产业生死存亡的关键性因素。创制一套属于中国自己的CPO标准，长远来看，是对国内产业生态的保护，也是对国内企业实现技术自主发展的重要前提。

在问到中国CPO标准与国际上原有标准的异同时，标准工作组介绍道，“我们标准工作组在标准编制过程中，吸收借鉴了一些国外的技术文献和经验，这些内容部分已经成为国际标准，其余部分虽然没有正式成为国际标准，但已经成为了业内广泛使用的方法、规范。”

四、CPO引领未来芯片产业的算力革命

CPO光电共封装是业界公认未来高速率产品形态，是未来解决高速光电子的热和功耗问题的优解决方案之一，有望成为产业竞争的主要着力点。未来CPO将成为重要的使能技术，初步将应用于超大规模数据中心，随后低时延与高速率应用将推动CPO需求，人工智能、机器学习等领域有望成为主要驱动因素。

目前AWS、微软、Meta、谷歌等云计算巨头，思科、博通、Marvell、IBM、英特尔、英伟达、AMD、台积电、格芯、Ranovus等网络设备龙头及芯片龙头，均前瞻性地布局CPO相关技术及产品，并推进CPO标准化工作。云服务厂商Facebook和Microsoft创建了CPO联盟，旨在打造一个平台，吸引各细分行业龙头加入联盟，推动CPO标准的建立和产品的发展；设备厂商思科和Juniper未来都将推出51.2T/s的CPO交换机；芯片厂商英特尔和博通则在推出各自相应的交换机芯片的基础上，再研发CPO交换机。据Intel、Broadcom等厂商预计，至2023-2025年间CPO技术有望得到实际应用，对应的芯片产品亦将逐步推向市场。

而从国内来看，各大厂商也在积极布局CPO领域，其中亨通光电联合英国Rockley推出了3.2T的CPO交换机样机；800G光模块已有多家厂商推出，包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、索尔思、剑桥科技和亨通光电等厂商；设备商和终端用户方面也有包括华为、腾讯和阿里巴巴等大厂入局。

CPO能否在未来引领我国技术产业新生态，重点要考虑在技术研发和标准应用过程中的规范性、延展性、经济性以及中国厂商的具体情况，着重解决包括确定交换机侧和服务器网卡侧的共封装模块规格、光收发芯片规格、光源外置等在内的若干技术问题，不断打通CPO未来发展的通道。

从行业趋势来看，CPO将在51.2T交换机时代将成为重要的技术流派，数年内成为光通信行业内必不可少的技术，同时结合硅光技术将放大化发挥出共封装形态产品的优势。据Yole预测，至2026年全球光模块市场规模达209亿美元，呈现量价齐升趋势。早在一年前，阿里巴巴达摩院就做出了这样的预测，“在电子芯片的制程竞赛接近终点的情况下，硅光芯片异军突起，融合光子和电子优势，突破摩尔定律限制，满足人工智能、云计算带来的爆发性算力需求。预计未来三年，硅光芯片将承载大型数据中心的高速信息传输。”

以此看来，CPO将成为芯片产业突破算力瓶颈的新引擎，无论其产品市场还是资本市场，我们都将迎面走向这可预见的发展未来。而中国CPO标准也为承载CPO未来发展打出“规范”、“自主”两面旗帜，引领这一强劲引擎走向中国自主研发、科技自立自强之路。