英伟达OOI共封装光学原型亮相，单光纤256Gb/s带宽突破传统CPO瓶颈

英伟达近日在SEMICON West 2026展会上首次公开展示其下一代共封装光学（CPO）技术原型——OOI（Optics on Interposer，中介层上集成光学）。这一设计跳出了传统CPO的架构限制，将光引擎从有机封装基板迁移至承载运算芯片的硅中介层之上，旨在从根本上解决高速互连中的带宽密度与功耗瓶颈。

传统CPO虽已将光引擎紧邻交换芯片放置，但仍需依赖有机基板作为中介层与光引擎之间的连接通道。电信号必须穿越中介层再经有机基板布线抵达光引擎，路径较长且存在寄生电容与损耗问题。而OOI方案则彻底省去有机基板，使电信号仅通过中介层内部高密度、短距离的微细布线直连光引擎，其思路与GPU与HBM内存之间采用硅中介层直连的架构高度一致。

英伟达研究员尼古拉·内多维奇指出，这种“短而低电容”的接口可显著提升带宽密度并降低系统功耗。同步演示的DWDM（密集波分复用）技术进一步放大了该优势：通过在同一根光纤中并行传输8个独立波长，每个波长速率32Gb/s，实现单光纤总带宽256Gb/s——约为当前主流可插拔光模块方案的数倍。

值得注意的是，英伟达并非首次涉足CPO领域。其已量产的两代光子产品——Quantum-X Photonics（用于InfiniBand网络，服务Blackwell Ultra平台）与Spectrum-X Photonics（面向以太网交换机，适配Vera Rubin平台）——已在甲骨文、微软、Meta、CoreWeave等云服务商中部署。据2026年公开数据，Spectrum-X相较传统可插拔方案可实现5倍电源效率提升，并将AI应用持续运行时间延长至5倍。

OOI与DWDM目前仍处于研发验证阶段。内多维奇坦言，团队正集中攻克商业化落地的关键障碍：一是光-电耦合的精密对准——纤芯直径仅几微米的光纤与光引擎对接时，微米级偏移即可导致光功率骤降；二是测试前移带来的良率风险——光引擎与昂贵ASIC深度集成后，缺陷检测需在晶圆、芯片及封装多个环节完成，延迟发现将大幅推高成本；三是热管理难题——交换芯片与激光器对温度敏感性差异大，部分方案因此选择将激光源外置，通过光纤向封装内供光以保障稳定性。

产业链协同是英伟达推进CPO落地的重要支撑。台积电提供COUPE硅光封装工艺，SPIL负责封测环节，Coherent、Lumentum与住友电工供应外置激光源，康宁等厂商则提供高性能光纤器件。这种垂直整合能力使其在CPO产业化进程中占据先机。

与此同时，行业另一巨头英特尔也在加速硅光子布局。10月18日OCP峰会上，英特尔宣布其300毫米（12英寸）磷化铟（InP）硅光子晶圆已实现独家量产，并称自身为“唯一能面向全行业大规模供货”的高产能代工厂。其混合集成激光器累计出货超3200万颗，加速寿命测试失效率低于0.1 FIT，可靠性经600万颗现场部署验证。英特尔目标是将光子互连端到端功耗降至5 pJ/bit以下，带宽密度突破1 Tb/s/mm，服务于未来NPO与CPO系统。

尽管两家厂商路径不同——英伟达聚焦中介层集成与系统级优化，英特尔侧重晶圆级光源制造与代工生态——但共同指向同一命题：AI数据中心的算力扩张已触及电气互连的物理极限。当集群规模迈向数十万GPU量级，跨机柜通信的能耗、延迟与故障率将直接转化为算力闲置成本。CPO及其演进形态（如OOI、NPO）正是为压缩“最后一厘米”电信号路径而生的系统级工程。

回顾历史，1976年Cray-1超级计算机通过C形紧凑布局将导线长度压缩至3英尺以内，从而赢得性能优势；半个世纪后，AI系统面临相似挑战：信号必须“少走一点路”。如今，光引擎正从设备面板向芯片本体不断靠近——从可插拔模块（Pluggable Optics），到近封装光学（NPO），再到共封装光学（CPO），最终迈向中介层集成（OOI）。

根据TrendForce 2026年3月报告，CPO在AI数据中心光模块市场占比尚不足0.5%，仍属早期阶段。但随着Feynman GPU预计于2028年推出, OOI技术有望随新一代计算平台同步落地。届时，单光纤256Gb/s的带宽能力与中介层直连的低功耗特性，或将重塑AI集群的互连架构范式。

短期来看，NPO（近封装光学）因其兼容现有封装流程、无需重构中介层，可能成为更易落地的过渡方案；长期而言，OOI代表了光互连向“芯片级集成”演进的终极方向之一。能否跨越精密制造与热管理门槛, 将决定其从实验室原型走向大规模商用的时间表。