光引擎为什么搬到了芯片旁边:一文看懂 NPO
刚过去的九月,国产超节点接连两次发布:9月17日,华为发布昇腾 960 超节点,所搭载的光引擎 Hi-ONE 是业界首个量产的 NPO 产品;9月22日的云栖大会上,阿里云发布磐久 AL64 超节点服务器,是首款落地 SNPO(Scale-Up NPO,面向超节点内部互连的近封装光学)光互连的超节点。两台机器里,光的位置都变了——不再插在机架边缘的面板上,而是搬到了交换芯片旁边。这就是 NPO(Near-Packaged Optics,近封装光学):光引擎从面板挪到芯片近旁,电通道从几十厘米缩到几厘米。这篇先把可插拔为什么顶不住讲清楚,再看 NPO 与 LPO(Linear Pluggable Optics,线性直驱可插拔光学)、CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)在形态谱系里的分工,最后落到这场变化留给光模块行业的功课。
01
顶不住的不是光,是电
打开一台交换机,光模块整整齐齐插在面板上。信号从交换芯片出发,要在电路板上走完整段通路才到面板,进入模块完成光电转换——这段电通道通常有几十厘米。
速率不高的年代,这段走线无关紧要。但当单通道速率一级级往上提,同样长度的电通道上,损耗、串扰和功耗同步放大,信号到达面板时已经劣化,需要 DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)芯片在模块里做清理和重定时,把信号重新整形再发出去。DSP 的代价清楚:芯片贵、功耗高,还给链路加上一段固定时延。速率越往上走,DSP 的负担越重——可插拔形态的天花板,出现在从芯片到面板的那段电通道上。
器件厂商把这层关系讲得直白:单通道速率越高,电通道就得越短,光引擎也就越靠近交换芯片。这不是某一家厂商的偏好,而是电信号走线的物理约束——速率与距离,注定只能二选一。
02
NPO 只动一件事:转换搬近
NPO 的思路并不复杂:光的收发原理不动,只把光电转换的位置从面板挪到交换芯片近旁。电通道从几十厘米缩到几厘米,信号损耗大幅下降,线性直驱方案由此真正可行——信号的劣化主要就发生在这段走线上,通道缩短后波形几乎原样到达,接收端用简单的线性均衡就能还原,不必再让 DSP 做重定时。
把四种形态放在一张图里,分工更清楚:可插拔把光模块留在面板,靠 DSP 顶着长电通道;LPO 同样留在面板,去掉 DSP、改用 TIA(Transimpedance Amplifier,跨阻放大器)与驱动器里的模拟均衡,对链路两端的要求随之提高;NPO 把光引擎移到芯片旁边,电通道缩到几厘米;CPO 走得最远,光引擎与芯片共封装,电通道以毫米计,代价是光引擎一旦失效没法像可插拔那样拔下来更换,维修要牵动整台设备,供应链也转向芯片厂商主导。

▲ 图 1 | 四种形态中光引擎与交换芯片的相对位置(示意)
一句话概括谱系:LPO 在原地去掉 DSP,NPO 缩短电通道,CPO 直接共封装——位置一步比一步近,改造的分量也一步比一步重。
03
为什么先在国产集群落地
先交代背景:超节点把大量算力芯片互连成一个整体,芯片之间要交换的数据量随规模同步上涨,互连的距离与功耗压力也随之而来。九月这两场发布,把 NPO 从方案变成了产品。华为昇腾 960 的光引擎 Hi-ONE 是业界首个量产的 NPO 产品,也是少数实现内置光源的方案;阿里云的数据中心已批量部署百万级 400G/800G 光模块,全栈自研硅光芯片完成规模部署,1.6T 预计年内量产,并同步开启 3.2T/6.4T NPO 研发验证;曦智科技在云栖大会首发 3.2T/6.4T SNPO 硅光芯片,3.2T 版本已向多家头部客户送样。光迅科技、新易盛、华工正源等厂商也已发布 3.2T 或 6.4T NPO 产品或方案。
标准与生态同步跟进:ODCC(Open Data Center Committee,开放数据中心委员会)已发布 3.2T NPO 规范并启动 6.4T 标准项目;今年 7 月,华为联合二十余家企业发起 OPEN NPO 项目,推出国内首个 NPO 光互连多源协议。节奏上,行业保守预计 NPO 于 2027 年进入市场、2028 年实现规模普及;论坛上多位嘉宾把 NPO 的生命周期判断为至少 5 年,比此前两三年的预期明显拉长。
路线选择上,有光通信领域学者认为,NPO 可复用现有光模块产业基础、无须重构供应链,是近中期更契合国内产业链的路径;CPO 则受限于良率与先进封装难度,短期难以量产。腾讯的技术专家也把 NPO 看作到达 CPO 之前的一段中间路线。
要说明的是,可插拔不会因此退场。行业论坛上,剑桥科技技术专家说得直接:可插拔光模块仍是明年主力,柜内 Scale-up(纵向扩展)场景铜缆也仍是主流——NPO 与可插拔是分工,不是替代。
04
留给模块两端的功课
形态变了,光的收发没有变。激光器、探测器、光学耦合、光纤连接,这些模块两端的基本功都在,只是载体从「可插拔的外壳」变成了「贴近芯片的光引擎」。对模块厂商,NPO 意味着能力往前端延伸:从做整机形态的模块,延伸到做光引擎内部的核心器件与封装耦合——光在哪里收发,器件的功课就在哪里。
载体变化的另一面是工艺重心:论坛上有厂商人士给出数字,硅光方案在 400G/800G 光模块市场的占比已接近一半,明年交付的 1.6T 模块中预计过半。光引擎越贴近芯片,硅光工艺的分量越重——这也是模块厂商需要提前储备的一课。
交换的方式在换,封装的位置也在挪,光的收发始终留在两端。看懂这一点,形态的每一次更迭都不难读——下一程不管叫什么名字,收发光的活儿还在。
鲲鹏昇腾开发者社区是面向全社会开放的“联接全球计算开发者,聚合华为+生态”的社区,内容涵盖鲲鹏、昇腾资源,帮助开发者快速获取所需的知识、经验、软件、工具、算力,支撑开发者易学、好用、成功,成为核心开发者。
更多推荐


所有评论(0)