调研时点：2026 年 7 月。本报告面向 GPU 模组（OAM/UBB/超节点计算托盘）厂商的战略与技术决策层。

摘要（TL;DR）

NPO（Near-Packaged Optics，近封装光学）已被产业界确立为 AI 算力互联从"可插拔光模块"走向"CPO 共封装光学"之间最关键的过渡形态，并且正在从"过渡方案"升格为云厂商主导的独立技术路线。 其核心逻辑是：把光引擎从交换机前面板搬到主芯片旁边（电互联距离缩短至 150mm 以内），去掉 DSP、改用线性直驱，从而在保留"可插拔、可维护、生态开放"三大工程优点的同时，获得功耗降低 50% 以上、时延与铜互联相当的收益  (信息化观察网)^[1] 。

关键结论如下：第一，节奏上，2026 年是 NPO 规模商用元年——阿里云已发布以 NPO 为核心使能的 UPN512 全光 Scale-up 架构并完成全球首款 3.2T NPO 模块点亮，华工科技 3.2T NPO 已量产交付头部客户，光迅科技 3.2T 硅光 NPO 完成头部 CSP 全系统验证  (信息化观察网)^[2] ；CPO 则由英伟达、博通在 2026 年启动部署、2027–2028 年上量  (与非网)^[3] 。第二，格局上，NPO 的主战场在中国云厂商（开放解耦路线），CPO 的主战场在英伟达/博通生态（封闭集成路线），两者将长期并存  (雪球)^[4] 。第三，对 GPU 模组厂商而言，NPO 意味着光引擎将进入计算托盘、贴近 GPU/xPU 部署，模组厂商必须在板级光电协同设计、外置光源与光纤管理、液冷、光电测试、供应链锁定（激光器/FAU/连接器）五个维度提前 12–24 个月布局，否则将在 2027 年后的超节点竞争中丧失入场券。

一、NPO 的定义与技术定位

1.1 什么是 NPO

NPO（Near-Packaged Optics，近封装光学）是指将光引擎（Optical Engine, OE）与交换芯片/xPU 主芯片分开封装、但装配在同一块 PCB 基板上、紧邻主芯片部署的光互联形态。传统可插拔（Pluggable）方案中，光模块插在设备前面板，高速电信号需要走过十几厘米乃至更长的 PCB 走线才能到达交换 ASIC，在 200G/lane 时代信号完整性已逼近物理极限；NPO 把光引擎搬到主芯片身边，将电互联距离控制在厘米级（业界口径为 5–7cm 至 150mm 以内），使高速电信号无需 DSP 重定时即可满足误码率（BER）要求  (锐捷网络)^[5] 。CPO（Co-Packaged Optics，共封装光学）则更进一步，把光引擎与主芯片共同装配在同一基板乃至同一封装内，是集成度的终极形态  (锐捷网络)^[6] 。

按照 COBO（板载光学联盟）的定义，NPO 是 CPO 技术演进的第一代形态——它依靠高性能 PCB 底板（Interposer 中间层）实现交换芯片到光引擎的信号路由，PCB 无需升级、成本大幅降低，且单个光引擎故障不会波及整块基板上的主芯片，是当前技术条件下大多数厂商都能提供的现实方案  (虎嗅网)^[7] 。业界对技术演进链路已有共识："铜线/DAC → 可插拔 → 板上光学（OBO）→ NPO → 2.5D CPO → 3D CPO"，LightCounting 进一步将终局概括为"NPO 过渡—CPO 主流—OIO（光 I/O）终极"的三段式路径  (与非网)^[8] 。

1.2 与可插拔、LPO、CPO、OIO 的系统性对比

NPO 的战略价值在于"平衡"：它在功耗、带宽密度上接近 CPO，又保留了可插拔时代的可维护性与开放生态。下表汇总了五条技术路线的关键维度对比。

需要强调的是，可插拔光模块并不会被快速替代：LightCounting 判断 800G 及更高速可插拔收发器到 2030 年仍会增长，Yole 也把 CPO 大规模部署窗口放在 2028–2030 年  (与非网)^[26] 。NPO/CPO/LPO/可插拔将呈现"多轨并行、按场景分层"的长期共存格局——OFC 2026 的行业共识正是"多轨并行、标准先行"  (讯石光通讯网)^[27] 。对 GPU 模组厂商而言，真正的变量不是"哪条路线赢"，而是光引擎正以 NPO/CPO 两种形态同时向计算侧逼近，这将在下文第六节展开。

二、NPO 的具体技术路径

2.1 路径一：交换机侧 NPO（Scale-out 网络）

这是 NPO 最早工程化的方向。交换机厂商将光引擎环绕交换 ASIC 部署在同一块系统板上，替代前面板可插拔模块，实现 51.2T/102.4T 级别的单机容量。锐捷网络在 2021–2022 年即先后发布 25.6T 与 51.2T 的 NPO 冷板式液冷交换机，是国内最早系统展示 NPO 交换机的厂商  (证券之星)^[28] 。阿里云 2026 年正式官宣的 NPO 交换机方案单机容量达 102.4T，光引擎紧邻交换芯片部署（≤150mm）、线性直驱无 DSP、可插拔维护、兼容现有 MPO 布线  (雪球)^[29] 。

交换机侧 NPO 的价值主张非常直接：在 51.2T 及以上速率，可插拔光模块的功耗将超过交换系统总功耗的 50%  (Nasdaq)^[30] ，而 NPO 可将光互联功耗降低约 50%、端口密度提升数倍，同时利用现有成熟 PCB 与贴片工艺，避免 CPO 所需的先进封装产线投资  (虎嗅网)^[31] 。这一路径的直接受益者是白盒/商用交换机厂商与其上游光引擎供应商。

2.2 路径二：计算侧/xPU 侧 NPO（Scale-up 全光互联）

这是 2025 年底以来最具产业冲击力的路径，也是 GPU 模组厂商的主战场。阿里云 2025 年 10 月发布的 UPN512 全光 Scale-up 架构白皮书提出：通过光互联直接连接 xPU 与交换机，采用单层 CLOS 拓扑实现 512 颗 xPU 全互联，并预留扩展至 1K+ 节点的架构空间；NPO 是该架构的核心使能技术——光引擎靠近主芯片部署、线性直驱去 DSP，实现功耗降低 50% 以上、成本下降 30%、端到端时延与铜互联相当，且消除机柜内高速铜缆  (信息化观察网)^[32] 。这意味着 NPO 光引擎不仅出现在交换机上，还将直接部署在 GPU/xPU 计算托盘（Compute Tray）上，贴着加速卡出光。

与英伟达以 CPO 构建封闭生态不同，阿里云 NPO 走的是"开放产业最优"路线：基于 OIF 标准封装，在 22.5mm×35.1mm 尺寸内实现 3.2Tb/s 传输，通过标准 LGA 连接器使光引擎与主芯片物理和电气解耦，并同时支持硅光与 VCSEL 两条技术路线以适配不同距离场景  (信息化观察网)^[33] 。英伟达与阿里云"同途殊归"——前者做封闭生态最优，后者做开放解耦最优，NPO 与 CPO 将长期并存且 NPO 率先大规模商用  (雪球)^[34] 。

2.3 路径三：调制器与光源的技术选型

NPO 内部还存在多条器件级子路径，直接决定元器件采购对象。调制侧的主线是硅光（台积电 COUPE 平台为代表的 16×200G PAM4 架构  (csdn.net)^[35] ），其中又分马曾（MZM）与微环（MRM）两派——英伟达在 CPO 中采用微环调制器以获得更高密度  (Embedded)^[36] ，华工正源第二代 1.6T/3.2T CPO 光引擎同样基于微环 16 通道收发一体芯片并采用 8 波长 DWDM 方案降低出纤数  (湖北日报新闻客户端)^[37] ；短距场景（30 米内超算/AI 集群）则有基于 VCSEL+多模光纤的路线（IBM 为代表） (虎嗅网)^[38] ；薄膜铌酸锂（TFLN）以 110GHz+ 带宽冲击单波 400G，但产业链尚新  (电子工程专辑 EE Times China)^[39] 。

光源侧的核心路径是外置激光源（ELS）：硅是间接带隙材料无法高效发光，主流方案将高功率 CW-DFB 激光器做成外置可插拔模块（ELSFP），与光引擎分离——激光器作为系统中最易失效的组件可独立更换，同时减少封装内热源  (萝卜投研)^[40] 。更前沿的方向是量子点光频梳激光器：一颗激光器输出一排等间距波长，"一台机车拉一列 DWDM 车厢"，省掉 N 颗激光器及温控，华工正源已发布基于量子点光频梳的第二代 DWDM ELSFP  (电子工程专辑 EE Times China)^[41] 。LightCounting 明确指出，NPO/CPO 的部署正在加速硅光渗透并强力拉动 InP CW 激光器需求  (LightCounting)^[42] 。

2.4 路径四：速率与形态演进（3.2T → 6.4T → 12.8T）

速率演进遵循"单波速率 × 通道数"双轮驱动：当前 NPO 主力为 3.2T（16×200G 或 32×100G），6.4T 将升级至 32×200G 或 16×400G（需 80GHz 带宽光学器件，Marvell 已验证 60GHz 成熟度），12.8T 则依赖 3D 堆叠光子引擎与硅光/氮化硅波导异质集成  (csdn.net)^[43] 。阿里巴巴已公布 3.2T NPO 测试及 6.4T NPO 开发时间表，新易盛亦将 6.4T NPO 列为长期增长点  (讯石光通讯网)^[44] 。华工科技在 OFC 2026 已全球首发 6.4T NPO 与 12.8T XPO 光模块  (证券之星)^[45] 。

形态上还有两条值得跟踪的支线：一是 XPO（eXtra-dense Pluggable Optics，Arista 牵头的超高密度液冷可插拔 MSA，20 余家光模块厂商参与），可视为"可插拔路线的极限形态"，与 NPO 竞争同一批智算中心订单  (富途牛牛)^[46] ；二是 OIO（光 I/O 芯粒），Ayar Labs TeraPHY（8Tbps 芯粒，英伟达参投）、Celestial AI（14.4Tbps，2026 年初被 Marvell 以约 32.5 亿美元收购）、Lightmatter Passage（光中介层）三条架构并进，被业内视为"Scale-up 的终极方案"  (电子工程专辑 EE Times China)^[47] 。GPU 模组厂商应将 OIO 纳入 2028 年后的技术雷达。

三、NPO 的核心技术拆解

3.1 硅光集成与先进封装

光引擎是 NPO 的心脏，其本质是一颗硅光 PIC（光子集成芯片）+ EIC（电芯片）的高密度集成体。台积电 COUPE（Compact Universal Photonic Engine）平台用 SoIC-X 3D 堆叠把电芯片直接叠在光子芯片之上，实现超低阻抗的 die-to-die 接口，官方称可带来 5–10 倍能效提升与 10–20 倍时延降低，2026 年进入量产并与 CoWoS 集成  (Design And Reuse)^[48] 。先进封装环节的三大工程挑战是晶圆级测试、光纤阵列单元（FAU）集成与高速光学封装组装  (DATAQUEST)^[49] 。

耦合方式上，台积电 COUPE 的单偏振光栅耦合损耗为 1.3dB，端面耦合在 1310nm 处 TE 模损耗可低至 0.08dB；台积电还开发了 COI 与 iFAU 方案，通过多层 SiN 波导与微透镜实现多排光口输出以提高端口密度  (萝卜投研)^[50] 。国内厂商中，华工正源走的是"全栈自研硅光 + 先进封装 + 先进耦合"路线，单个 3.2T NPO 光引擎集成 32 路信号通道  (华工科技)^[51] 。三星也已入局，计划 2027 年推出基于热压键合的光引擎、2029 年提供 CPO turnkey 服务  (DATAQUEST)^[52] 。

3.2 线性直驱（去 DSP）与 SerDes 协同

NPO 的功耗红利主要来自"去 DSP"：把信号处理任务迁移至交换芯片/xPU 的 SerDes 完成，光引擎只保留线性 Driver 与 TIA。华工科技 3.2T NPO 采用线性直驱架构，速率翻倍的同时功耗较传统 DSP 方案降低 50% 以上  (今日头条)^[53] 。但代价是链路预算紧张——去 DSP 后系统对主芯片 SerDes 性能、PCB 走线损耗、连接器阻抗连续性的要求全面提高，这也是 NPO 把电互联距离压缩到 150mm 以内的根本原因  (信息化观察网)^[54] 。

这一技术特征对系统设计有深远影响：NPO 不再是"光模块厂单方面交付黑盒"，而是光引擎厂商与主芯片厂商的深度协同设计。高线性度 TIA/Driver 成为关键电芯片，国际供应商以 MACOM、Marvell（Inphi）、Semtech、TI、ADI 为主，国内傲科光电、米硅科技、亿芯源、芯波微等正从中低端向高端突破  (电子工程专辑 EE Times China)^[55] 。LPO 产业化的经验（CTLE+FFE 模拟均衡补偿信号完整性）正在向 NPO 迁移  (csdn.net)^[56] 。

3.3 外置光源（ELS/ELSFP）体系

ELS 已成为 NPO/CPO 的标准配置，并正在经历从定制化到标准化的转变：OIF 定义了 ELSFP（External Laser Small Form-factor Pluggable）标准，IPEC 定义了 PELS，中国 CCITA 也推出了本土 ELS 标准  (三个皮匠报告)^[57] 。ELS 的关键指标包括高输出功率（补偿硅光插损，当前主流为 100–400mW 级）、低相对强度噪声（RIN）、低功耗与耐高温。AOI 在 OFC 2026 展示了 25dBm（400mW）超高功率 ELSFP；度亘核芯与岭芯光电联合推出 100mW 1310nm CW DFB 的 8 通道 ELSFP，遵循 OIF-ELSFP-02.0 与 CMIS 5.1  (ao-inc.com)^[58] 。

ELS 链路是一个高价值、高门槛的细分市场：ELSFP 连接器为"盲插外壳 + 两个标准 MT 插芯"形态，单套价值量约 50 美元，一套 8 外置光源的样机仅连接器即约 400 美元（不含保偏光纤、FA 与激光器）；当前 Host 端 ELSFP 连接器主要由 SENKO 供应，住友尚未量产，MMC 则为 US Conec 自有规格并授权日本厂商制造  (通信人家园)^[59] 。激光器芯片端的供应更为紧张——英伟达提前锁定全球顶级 EML/CW 激光器产能，交期已排到 2027 年之后，InP 激光器芯片需求超出供应约 30%  (exoswan.com)^[60] 。

3.4 高密度光纤耦合与连接

NPO/CPO 把成百上千根光纤引入单板，光纤管理成为全新的工程学科。核心环节包括：FAU（光纤阵列单元）——实现光纤与硅光芯片的精密对准，是光引擎封装的关键件；保偏光纤（PMF）——用于 ELS 到光引擎的偏振保持传输，Quantum-X 即通过保偏光纤将 36 路激光输入分配为 324 个光连接  (Bing)^[61] ；MPO/MMC 高密度连接器——前面板出纤；以及光纤 shuffle/分纤管理组件  (nand-research.com)^[62] 。

台积电先进封装集成负责人明确将"晶圆级测试、FAU 集成、高速光学封装组装"列为 CPO 规模化的三大挑战，并强调需要全供应链协同创新——材料与激光技术由 Coherent、住友电工等提供，测试设备由 Advantest 等开发  (DATAQUEST)^[63] 。CPO 一旦从交换侧进入计算侧和 scale-up 侧，光引擎、外置光源、连接器和光纤管理组件的数量将成倍放大，这正是 FAU/连接器厂商的弹性所在  (36氪)^[64] 。

3.5 热管理与可维护性设计

NPO 相对 CPO 的最大工程优势是可维护性：阿里云 NPO 采用标准 LGA 连接器，光引擎可拆卸更换；光源外置避免了最大热源进板；华工正源 3.2T NPO 采用可拆卸设计、适配风冷/液冷双散热  (信息化观察网)^[65] 。散热方面，元件集中化天然有利于引入冷板液冷——锐捷的 NPO 交换机即采用冷板式液冷，英伟达 Quantum-X Photonics 同样采用液冷设计冷却板载硅光  (锐捷网络)^[66] 。

随着速率向 6.4T 演进，热密度将进一步失控：6.4T 模块功耗可能超过 50W，需要微流体冷却与热电制冷（TEC）协同，直接芯片冷却（D2C）散热效率较风冷提升 10 倍  (csdn.net)^[67] 。这意味着 NPO 时代的模组级散热设计必须从"风冷思维"彻底转向"液冷原生"，并把光引擎纳入整机冷板流道设计。

3.6 测试与良率

一台 51.2T CPO 交换机包含数十个微环、数百根光纤和数万个焊点，全部必须在晶圆测试阶段通过，行业仍在攀爬台积电、SPIL、日月光为 2.5D HBM 封装建立的学习曲线——只是这次带上了光子学  (Internet Pros)^[68] 。硅光良率（<60%）与 3D 封装成本（>1000 美元/芯片）仍是量产瓶颈  (csdn.net)^[69] 。NPO 因采用 LGA 插座而非共封装焊接，可在上板前对光引擎独立测试筛选，良率管理难度显著低于 CPO——这是 NPO 能率先规模商用的重要原因之一，也是模组厂商切入该领域时测试能力建设的主线（详见第七节）。

四、核心元器件清单与供应格局

4.1 核心元器件 BOM 拆解

NPO 系统的 BOM 较可插拔时代发生了结构性变化：DSP 被移除，光引擎、外置光源、FAU、保偏光纤、高密度连接器成为新的价值高地。传统光模块成本中 TOSA、ROSA 与 DSP 合计占 56–61%，NPO/CPO 则把价值量转移到硅光芯片、激光器与精密无源件上  (虎嗅网)^[70] 。

4.2 国际核心供应商阵营

国际阵营呈"三层结构"。第一层是生态定义者：英伟达（Quantum-X/Spectrum-X Photonics，联合 11 家生态伙伴  (NVIDIA Developer)^[89] ）、博通（Bailly 51.2T 已交付、TH6-Davisson 102.4T 业界首款  (虎嗅网)^[90] ）、台积电（COUPE 平台 2026 量产  (Design And Reuse)^[91] ）、Marvell（200G/lane 光引擎 + 收购 Celestial AI 切入 OIO  (semiEE — AI 賦能投資商機發現)^[92] ）、思科/Acacia。第二层是器件巨头：Lumentum 是目前唯一量产 200G/lane EML 的供应商，并拿到其史上最大单笔 CPO 超高功率激光器采购承诺；Coherent 是收发器份额约 25% 的规模之王、英伟达 Spectrum-X 硅光指定合作方  (exoswan.com)^[93] 。第三层是制造与连接：SPIL（CPO 多芯片封装）、Fabrinet（精密光制造代工）、富士康（系统级集成）、康宁/SENKO/住友/TFC（光纤连接器） (nand-research.com)^[94] 。

激光器是国际阵营最硬的"卡脖子"环节：EML 市场由 Lumentum、Coherent、三菱、住友、博通五家主导，英伟达激进锁定产能导致全行业短缺、二线供应商被疯抢，分析师预计 2026 年 200G EML 将出现两位数涨价  (exoswan.com)^[95] 。代工格局同样在重构：GlobalFoundries 收购新加坡 AMF 后号称全球最大硅光代工厂并可提供"去中国化"供应链；Tower 投资 6.5 亿美元到 2026 年中将硅光出货扩至三倍；UMC 引进 imec iSiPP300 工艺  (exoswan.com)^[96] 。

4.3 国内核心供应商阵营

中国阵营的独特之处在于云厂商亲自定义架构（阿里云 NPO/UPN512），光模块/器件厂商跟随定义做 JDM，这与北美"芯片厂定义、云厂采购"的模式形成镜像  (雪球)^[97] 。整机与系统层：华工科技（3.2T NPO 全球首发并量产交付、OIF NPO 标准深度参与者  (今日头条)^[98] ）、光迅科技（3.2T 硅光 NPO 完成头部 CSP 全系统验证  (虎嗅网)^[99] ）、中际旭创（3.2T 送样、硅光 CPO 交换机单端口功耗降至 9W  (雪球)^[100] ）、新易盛（1.6T 上量、6.4T NPO 布局  (reportify.cn)^[101] ）、锐捷网络（NPO 液冷交换机  (证券之星)^[102] ）、工业富联（CPO 全光交换机启动出货，2026 年计划交付超 1 万台 CPO 产品  (讯石光通讯网)^[103] ）、新华三（与博通共研 CPO 系统  (Intelligent Data Centres)^[104] ）。

器件与芯片层：天孚通信（FAU，进入英伟达硅光生态名单  (ic-online.com)^[105] ）、太辰光/致尚科技/仕佳光子/杰普特（MPO/MT 连接  (手机新浪网)^[106] ）、源杰科技（CW 激光器批量交付，2025H1 毛利率回升至 48.8%  (来源)^[107] ）、长光华芯（激光器）、度亘核芯（100mW CW DFB + 100G VCSEL  (photonicsv.com)^[108] ）、仕佳光子（AWG，端侧验证通过  (今日头条)^[109] ）、炬光科技/美迪凯（半导体光学）、长飞光纤（光纤）、罗博特科（封装整线设备） (手机新浪网)^[110] 。电芯片仍是国内最薄弱环节，高线性度 TIA/Driver 高端市场由 MACOM/Marvell/Semtech 主导  (电子工程专辑 EE Times China)^[111] 。

4.4 供应链三大风险点

其一，激光器产能缺口。 InP 激光器芯片需求超出供应约 30%，短缺可能持续到 2026 年底；英伟达的产能锁定进一步加剧紧张，EML 交期已排至 2027 年之后  (讯石光通讯网)^[112] 。其二，连接器与无源件的寡头化。 ELSFP 连接器 Host 端基本由 SENKO 独供，MMC 为 US Conec 专利授权体系，住友尚未量产；法拉第旋片（光隔离器核心材料）因日本 Granopt 受稀土管制减产而供应收紧  (通信人家园)^[113] 。其三，高端工艺与设备依赖。 硅基衬底、特种光纤阵列、高精度贴片机仍依赖海外供应商，且 CPO 需与 AI 芯片、HBM 争夺先进封装产能  (雪球)^[114] 。GPU 模组厂商的备料策略必须把这些长交期物料纳入 12 个月以上的滚动锁定。

五、AI 领域的落地进展与具体案例

5.1 国际案例

英伟达：CPO 交换机的体系化落地。 2025 年 GTC 发布 Quantum-X Photonics（144×800G InfiniBand，液冷，18 个硅光引擎、324 个光连接、36 路激光输入）与 Spectrum-X Photonics（最高 512×800G、400Tb/s 总吞吐），官方宣称能效提升 3.5 倍、信号完整性提升 63 倍、大规模可靠性提升 10 倍  (Bing)^[115] 。2026 年英伟达启动 CPO 部署，CoreWeave、Lambda、TACC（德克萨斯高级计算中心）三家已宣布将于 2026 年上半年部署基于 Quantum-X 的 CPO 系统，Spectrum-X Photonics 以太网版本 2026 年下半年出货  (与非网)^[116] 。其供应链分层明确：台积电 COUPE 造 PIC，Lumentum/Coherent/住友供 ELS 激光器，Browave/康宁/SENKO/TFC 供 FAU 与连接器，SPIL 封装，Fabrinet 与富士康做系统集成  (NVIDIA Developer)^[117] 。

博通×字节跳动/Micas：CPO 的先行验证。 博通 2024 年 3 月交付全球首款 51.2T CPO 交换机 Bailly（8 个 6.4T 硅光引擎 + Tomahawk 5，光互联功耗较可插拔降低 70%、硅面积效率提升 8 倍），2025 年 10 月推出第三代 102.4T 的 Tomahawk 6-Davisson  (MarketScreener.com)^[118] 。字节跳动与博通在 OCP 联合展示了 CPO 部署试验：将 CPO 交换机置于 spine 层并向核心层推进，早期试验报告二层网络时延改善最高 600ns、三层网络最高 1000ns；商用平台由 Micas Networks 提供（2024 年出货数十台评估机），腾讯也是潜在客户  (Cignal AI)^[119] 。Meta 则在评估将 CPO 用于 scale-up 域（机柜内铜互联的替代），认为 CPO 可减少有源器件、降低链路故障率  (Cignal AI)^[120] 。

Marvell 与 OIO 前哨战。 Marvell 下一代定制 XPU 架构将采用 CPO，并于 2026 年初以约 32.5 亿美元收购 Celestial AI（光子 Fabric，单封装带宽超 14TB/s、传输 50 米），大厂开始在 OIO 上站队  (虎嗅网)^[121] 。Ayar Labs（英伟达、AMD、Intel、台积电均为投资方）TeraPHY 光 I/O 芯粒已实现 4Tbps 无 FEC 传输演示  (Nextmsc or Next Move Strategy Consulting)^[122] 。这条线索对 GPU 厂商意义最大：OIO 意味着光接口最终将进入 GPU 封装内部。

5.2 国内案例

阿里云 UPN512 × 华工正源：NPO 的标杆性落地。 阿里云 2025 年 10 月发布 UPN512 全光 Scale-up 架构白皮书，2026 年 3 月官网正式披露 NPO 交换机完整方案；OFC 2026 上，华工正源与阿里云联合实现全球首款 3.2T NPO 模块成功点亮，方案含符合 OIF 标准的 3.2T NPO 光引擎与 ELSFP 外置光源，单位面积速率容量为传统 800G OSFP 的 11.4 倍、单位 bit 能耗降低 50%  (信息化观察网)^[123] 。华工科技 3.2T NPO 已率先应用于行业头部客户并预计 2026 年内大规模商用，武汉基地月产能达 20 万只  (今日头条)^[124] 。

光迅科技、新易盛、锐捷、工业富联的多点跟进。 光迅科技在 OFC 2026 发布全球首款 3.2T 硅光单模 NPO 并完成国内头部 CSP 全系统验证，同时发布 MEMS OCS 全光交换机  (讯石光通讯网)^[125] ；新易盛 1.6T 量产并推进 3.2T/6.4T NPO 研发  (reportify.cn)^[126] ；锐捷 25.6T/51.2T NPO 冷板液冷交换机早有布局，并中标阿里、腾讯、字节下一代交换机 JDM 研发标  (证券之星)^[127] ；工业富联 CPO 交换机样机进入生产阶段，2026 年计划交付超万台 CPO 产品  (讯石光通讯网)^[128] 。华为 CloudMatrix 384 则是"全光 Scale-up"的另一条激进路线：以自研 UB 全对等光互联总线连接 384 颗昇腾 NPU，整系统使用约 6912 个 400G 光模块（5376 个用于 Scale-up），Scale-out 带宽达 153.6Tb/s，为同级别电交换方案的 5 倍以上  (tgb.cn)^[129] 。

需求侧的确定性信号。 LightCounting 报告显示，所有中国云服务商均已规划大规模部署 800G 光模块，并将在 2027–2029 年导入 1.6T/3.2T 产品，CPO 与 NPO 将成为 1.6T 及 3.2T 部署方案的重要组成部分；中国市场以太网光模块及 CPO/NPO 采购额 2025–2031 年复合增速达 29%（美国为 18%） (新浪财经)^[130] 。IPEC 与 LightCounting 联合举办的 NPO 专题研讨会上，多家企业公布了 3.2T/6.4T NPO 部署计划  (讯石光通讯网)^[131] 。

5.3 标准化与生态进展

标准体系正在快速收敛：OIF 已发布 ELSFP-02.0、Co-Packaging-3.2T-Module-01.0 等标准，华工正源深度参与 OIF 的 NPO 技术标准制定，国内厂商从标准追随者变为规则制定者之一  (光纤在线)^[132] ；IPEC（国际光电委员会）定义 PELS 外置光源标准并与 LightCounting 共办 NPO 研讨会；CCITA 推出中国版 ELS 标准  (三个皮匠报告)^[133] 。网络协议侧，博通 Tomahawk 6 原生支持 UEC 1.0，UALink 等 Scale-up 开放互联将于 2026 年兴起，与英伟达 NVLink 形成竞争  (Fiber Mall)^[134] 。此外 Arista 牵头的 XPO MSA（20 余家厂商）规范超高密度液冷可插拔形态  (富途牛牛)^[135] 。对模组厂商而言，跟踪 OIF 3.2T/6.4T NPO IA 与 UALink 光互联规范是参与下一代平台定义的门票。

六、市场规模与节奏判断

6.1 市场规模：多机构预测全景

各机构口径差异较大，但方向高度一致——NPO/CPO 将从 2025–2026 年的亿级美元起步，在 2030 年前后达到百亿至数百亿美元级。TrendForce 预估 CPO/NPO 市场从 2025 年约 1 亿美元增至 2030 年超 390 亿美元  (与非网)^[136] ；DataIntelo 估计全球 NPO 市场 2025 年为 38 亿美元，2026–2034 年 CAGR 19.3%，2034 年达 186 亿美元  (36氪)^[137] ；LightCounting 预计光芯片市场从 2025 年 40 亿美元增至 2031 年 150 亿美元，收发器+AOC+NPO+CPO 合计 2031 年接近 800 亿美元  (LightCounting)^[138] ；Yole 预计光子封装市场从 2025 年约 45 亿美元增至 2031 年 144 亿美元  (36氪)^[139] ；花旗测算全球光互连总市场 2025–2028 年从 220 亿美元增至 920 亿美元（CAGR 65%） (与非网)^[140] 。

6.2 节奏判断：2026 商用元年、2027 放量拐点

机构间的分歧不在方向而在 2027 年这条时间线。Citi 最乐观：CPO 交换机需求从 2025 年约 300 台、2026 年约 5000 台，跃升至 2027 年约 20.9 万台、2028 年约 69.1 万台——其前提假设是 CPO 从 scale-out 交换进入跟随 Rubin/Rubin Ultra、Feynman 平台的机柜间与机柜内 scale-up 互联  (36氪)^[141] 。LightCounting 与 Yole 更中性：有限 CPO 部署逐步开始，高容量部署在 2027 年出现，3.2T CPO 端口到 2029 年超过千万级；LPO 与 CPO 将于 2026–2027 年开始在 scale-up 网络部署，2028 年达到大批量  (与非网)^[142] 。

NPO 的节奏领先 CPO 约 1–2 年：NPO 规模化商用 2026 年正式开启，北美 2025 年已占全球 NPO 收入 36.2%（13.8 亿美元），亚太占 31.5% 且将以 21.4% 的最快区域复合增速扩张  (36氪)^[143] 。功耗对比是渗透率的底层驱动（见下图）：从可插拔的 15W+/800G 到 CPO 的 <5.5W/800G，每一次光引擎位置内移都带来 30–50% 的功耗台阶式下降  (与非网)^[144] 。

七、GPU 模组厂商的备战清单

NPO/CPO 向计算侧的渗透，本质是把"光"从网络设备商的领地带入 GPU 模组厂商的领地。无论是阿里云 UPN512 的 xPU 侧 NPO 光引擎、华为 CloudMatrix 的全光总线，还是 Meta/英伟达探索的 scale-up 光互联，光引擎都将出现在 GPU 模组（OAM 载板、UBB 基板、计算托盘）上或其紧邻位置  (信息化观察网)^[145] 。以下从五个维度给出准备建议。

7.1 技术能力准备

板级光电协同设计能力是第一优先级。 NPO 要求 GPU/xPU 的 SerDes 经 ≤150mm 走线直连光引擎，模组厂商需要建立 224G/448G SerDes 通道的信号完整性设计能力（低损耗板材选型、走线拓扑、过孔优化、阻抗连续性），并把"光引擎布局"纳入板级 floor plan——包括 LGA 插座位置、光引擎环绕排布、前面板出纤路径  (信息化观察网)^[146] 。同时要建立光电协同仿真能力（信道预算、均衡策略 CTLE/FFE 与主芯片 SerDes 的协同验证），这是去 DSP 时代链路可靠的前提  (csdn.net)^[147] 。

热设计必须液冷原生化。 光引擎（单颗 3.2T 约 15–20W 级）与 GPU（千瓦级）共处一板/一托盘，需统一纳入冷板流道设计，评估 D2C 直接芯片冷却，并为 6.4T 时代 50W+ 单模块功耗预留微流体/TEC 余量  (csdn.net)^[148] 。可维护性设计同样关键：NPO 的价值主张就是 LGA 可拆卸与光源外置，模组设计应支持光引擎现场更换、ELSFP 盲插维护、光纤防误插管理  (华工正源)^[149] 。

7.2 供应链与物料准备

模组厂商应立刻建立四类长交期物料的供应保障：CW 激光器/ELSFP（Lumentum、Coherent 产能被英伟达锁定，交期排至 2027 年后，国内源杰、度亘、华工正源可作为二供  (exoswan.com)^[150] ）；FAU 与保偏光纤（天孚、太辰光、康宁  (ic-online.com)^[151] ）；ELSFP/MMC 连接器（SENKO 近乎独供 Host 端，需尽早认证二供  (通信人家园)^[152] ）；高线性度 Driver/TIA（MACOM/Marvell/Semtech 主导，国产替代尚在中低端  (电子工程专辑 EE Times China)^[153] ）。建议对激光器与连接器执行 12 个月以上的滚动 forecast 锁定，并参与客户的联合备料。

光引擎本身建议采取"双供应商 + 双路线"策略：硅光（华工正源、光迅、旭创等）与 VCSEL（短距柜内）并行认证  (信息化观察网)^[154] ；同时跟踪 OIO 芯粒（Ayar Labs、Marvell/Celestial）与 GPU 厂商的下一代平台定义，避免在 2028 年后的架构切换中被排除在外  (电子工程专辑 EE Times China)^[155] 。

7.3 产线、测试与质量准备

NPO 把光电混合测试引入模组产线，这是与传统 GPU 模组制造最大的能力鸿沟。需要新增的能力包括：光引擎来料光电测试（眼图、BER、RIN、波长）、LGA 上板后的系统级链路测试（TP2/TP4 全链路误码）、光纤端面检测与清洁工艺、以及高温老化与光功率监控  (Internet Pros)^[156] 。可靠性标准要上台阶：CPO/NPO 的可靠性门槛比可插拔高一个数量级——可插拔失效 90 秒更换，板载光引擎失效涉及整托盘维修，因此来料筛选、burn-in 与现场光功率遥测（ELSFP 数字诊断）必须闭环  (Internet Pros)^[157] 。

产能侧还要准备精密贴装（亚微米级光纤耦合如自制 FAU 环节）或与罗博特科等设备商合作引入整线封装测试方案  (今日头条)^[158] 。考虑到硅光良率仍低于 60%、测试成本高昂，建议优先以"外购合格光引擎 + 板级集成测试"切入，而非一步跨入光引擎自制  (csdn.net)^[159] 。

7.4 生态、标准与客户协同

NPO 是"云厂商定义架构"的时代，模组厂商的订单将越来越来自 JDM/联合定义而非标准品采购。建议：加入 OIF（3.2T/6.4T NPO IA、ELSFP）、IPEC、CCITA、UALink 等标准组织，跟踪 XPO MSA 形态演进  (光纤在线)^[160] ；与头部 CSP（阿里 UPN512、字节、腾讯）和交换芯片厂商（博通、盛科、华为）建立 NPO 联合验证项目；与光引擎厂商（华工正源、光迅、旭创）签订协同开发协议，把光引擎的机械、电气、热接口提前冻结到模组设计中  (证券之星)^[161] 。

7.5 路线图建议

八、风险提示

第一，技术路线切换风险：若 CPO 成本与可维护性突破快于预期，或 XPO 等超高密度可插拔形态分流需求，NPO 的窗口期可能短于预期  (雪球)^[162] 。第二，节奏不及预期风险：CPO/NPO 从 Design Win 到批量营收存在系统级验证时滞，头部云厂商可能调整部署策略  (雪球)^[163] 。第三，供应链风险：InP 激光器缺口、ELSFP 连接器寡头化、稀土相关材料管制均可能造成交付瓶颈  (讯石光通讯网)^[164] 。第四，预测口径风险：各机构市场规模预测口径差异极大（如 TrendForce 与 DataIntelo 相差数倍），引用时需注意其统计范围  (与非网)^[165] 。

本报告基于公开资料整理，所有数据与预测均来自文中所引来源，仅供一般信息参考，不构成任何投资建议或采购决策依据。市场预测数据具有不确定性，请以各机构原始报告为准。

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