一句話結論： 英特爾、博通、AMD 等晶片巨頭正推動 CPO（共封裝光學）技術，將光學元件直接封裝在 AI 晶片旁，搭配 MPO（多芯推拉式）光纖連接器實現超高密度光互連，這將徹底改變 AI 資料中心的傳輸架構，讓資料中心功耗降低 50% 以上。
什麼是 CPO？
CPO（Co-Packaged Optics，共封裝光學）是一種將光學元件（雷射、調變器、偵測器）與電子晶片（如交換器 ASIC、AI 加速器）封裝在同一基板上，而不是傳統上將光模組放在機櫃面板上。
傳統資料中心使用可插拔光模組（Pluggable Optics），光信號在晶片和機櫃之間需要經過長的電路板走線，造成高延遲和高功耗。CPO 將光學元件緊鄰晶片放置，大幅縮短電信號傳輸距離，從而降低功耗和訊號衰減。
根據 Yole Développement 的研究，到 2030 年 CPO 市場規模將達到 55 億美元，年複合成長率超過 30%。
MPO 是什麼？
MPO（Multi-fiber Push On，多芯推拉式）連接器是一種高密度光纖連接器，一次可容納 12 到 72 根光纖，遠超過傳統 LC 連接器的 1 根。
在 CPO 架構中，MPO 連接器扮演關鍵角色——它負責將光學元件與外部光纖網絡連接起來。由於 CPO 將光學元件緊密封裝在晶片旁，需要極高密度的光纖連接，MPO 正好滿足這個需求。
MPO 連接器的特點：
- 高密度：單一連接器可容納 12-72 根光纖
- 低損耗：插入損耗通常小於 0.3 dB
- 易於維護：推拉式設計，快速插拔
- 低成本：相比 LC 連接器，單位光纖連接成本更低
CPO + MPO 的協同效應
當 CPO 和 MPO 結合時，產生了強大的協同效應：
1. 極致密度CPO 將光學元件緊鄰晶片，MPO 提供高密度光纖連接。兩者結合讓資料中心可以在同樣的空間內實現數十倍的光互連密度。
2. 超低功耗傳統可插拔光模組需要長的電路板走線，功耗高達每比特 3-5 pJ（皮焦耳）。CPO + MPO 組合可將此降至 1 pJ/bit 以下，功耗降低 50-70%。
3. 低延遲電信號傳輸距離縮短至毫米級別，延遲從微秒級降至奈秒級，對 AI 訓練和即時推理至關重要。
4. 高帶寬MPO 的高密度光纖配合 CPO 的高速光學元件，可支援單端口 1.6Tbps 以上的帶寬，滿足 AI 叢集的需求。
業界進展
英特爾（Intel）
英特爾在 2024 年推出了業界首款 CPO 原型，與 Broadcom 合作開發光引擎。其計畫在 2026 年量產 CPO 晶片，支援 51.2 Tbps 交換容量。
博通（Broadcom）
博通是 CPO 技術的領先者之一，其 Tomahawk 系列交換器晶片已支援 CPO 架構。博通預計在 2025 年下半年推出量產級 CPO 解決方案。
AMD
AMD 透過 Xilinx 的 FPGA 技術，積極佈局 CPO 領域。其 Versal 系列晶片已整合光學介面，支援 CPO 架構。
華為
華為在 2024 年展示了其 CPO 解決方案，採用自主研發的光引擎技術，支援 MPO 高密度連接。
挑戰與未來展望
儘管 CPO + MPO 組合前景廣闊，但仍面臨若干挑戰：
1. 散熱問題光學元件和電子晶片緊密封裝，散熱成為重大挑戰。需要先進的散熱設計（如微流道冷卻）。
2. 維修難度傳統可插拔光模組壞了可以直接更換。CPO 將光學元件封裝在晶片旁，維修需要更換整個模組，成本較高。
3. 標準化CPO 和 MPO 的接口標準尚未完全統一，不同廠商的解決方案可能不相容。
4. 成本初期 CPO + MPO 解決方案的成本高於傳統方案，隨著量產規模擴大，成本有望下降。
未來展望
到 2028 年，CPO + MPO 技術預計將：
- 成為 AI 資料中心的主流互連方案
- 支援單端口 3.2 Tbps 以上的帶寬
- 功耗降低至 0.5 pJ/bit 以下
- 市場規模超過 20 億美元
常見問題 (FAQ)
Q1：CPO 和傳統光模組有什麼區別？CPO 將光學元件封裝在晶片旁，傳統光模組則放在機櫃面板上。CPO 可降低功耗 50% 以上，延遲也更低。
Q2：MPO 連接器和 LC 連接器有什麼不同？MPO 一次可容納 12-72 根光纖，LC 只能容納 1 根。MPO 的密度更高，適合 CPO 的高密度需求。
Q3：CPO 什麼時候可以量產？英特爾和博通預計在 2025-2026 年推出量產級 CPO 解決方案。
Q4：CPO + MPO 能應用在哪些場景？主要應用於 AI 資料中心、雲端運算、5G 基地台、高性能運算（HPC）等需要超高帶寬和低延遲的場景。
Q5：CPO 會取代傳統光模組嗎？短期內不會。CPO 主要應用於高端場景，傳統光模組仍將在中低端市場佔有重要地位。
Q6：CPO 的散熱問題怎麼解決？需要先進的散熱設計，如微流道冷卻、液體冷卻、先進熱界面材料等。
Q7：MPO 連接器的插入損耗是多少？MPO 連接器的插入損耗通常小於 0.3 dB，性能優於傳統連接器。
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