从1亿到390亿美元，CPO突然火了！谁在卡位？

当算力每两年翻三倍、互联带宽却只增1.4倍，这道被称为"带宽墙"的剪刀差，正在勒住AI扩张的天花板。SK海力士联合五所全球顶尖高校在《自然·电子学》发布的CPO技术路线图，给出了一个系统性突围方案——将光互连从交换芯片间延伸至内存接口。

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一篇论文引发的市场震荡

8月20日，SK海力士联合弗吉尼亚大学、MIT、伊利诺伊大学香槟分校、南洋理工大学和延世大学，在顶级期刊《自然·电子学》（Nature Electronics）发表题为《用于高性能计算和人工智能的共封装光学器件》的论文（DOI: 10.1038/s41928-026-01681-6）。

这是SK海力士首次在该级别期刊公开AI互联系统级技术蓝图。论文通讯作者为SK海力士AI基础设施团队负责人洪承勋（Seunghoon Hong）和弗吉尼亚大学教授李圭尚（Kyusang Lee）。

当日，在CPO路线图发布与40万亿韩元回购计划的双重催化下，SK海力士韩国股价收盘大涨12.73%，报169.1万韩元。

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带宽墙：从内存瓶颈到系统瓶颈

生成式AI时代，HBM解决了AI加速器封装内的内存瓶颈，通过TSV堆叠DRAM芯片，HBM将封装内内存带宽推至1.2 Tb/s以上（HBM3E）。然而，当数千个GPU和HBM组成超大规模集群时，新的瓶颈出现在系统间数据传输层面。

论文抛出了一个关键数据鸿沟：运算性能每2年增长约3倍，而互连带宽仅增长1.4倍。

这一剪刀差被称为"带宽墙"（Bandwidth Wall）。传统铜线互连在速率提升和距离增加时，信号衰减加剧，需要额外均衡电路补偿，导致功耗上升、延迟增加。铜互连的"距离-速率-功耗"三重约束，已成为超大规模AI集群扩展的物理天花板。

弗吉尼亚大学教授李圭尚直言："即便计算芯片性能提升，如果芯片间数据传输能力跟不上，整套系统性能依旧无法提高。摆脱物理受限的铜布线，改用光传输数据，是最具可行性的扩展路径。"

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CPO技术路径：从2D到3D异构集成

CPO（Co-Packaged Optics，共封装光学）的核心思路是将光收发器与处理器集成在同一封装内，使高速电信号传输距离最小化，剩余链路由光信号完成。论文从三个维度定义了CPO的技术价值：

带宽密度：光波导截面远小于铜线，单位面积可容纳更多通道；

能效-距离特性：光信号传输损耗随距离增长极缓慢，远距离场景能效优势显著；

信号完整性：光信号不受电磁干扰，高速并行传输时信号完整性优势明显。

论文系统梳理了CPO封装架构的三阶段演进：

2.5D阶段是当前产业化焦点,通过硅中介层将光引擎与交换ASIC/GPU集成在同一封装内，电信号路径从数十厘米缩短至毫米级。3D异构集成则需要解决混合键合的晶圆级良率、热膨胀系数匹配等工程难题。

论文为下一代AI基础设施设定了明确的技术目标：单节点带宽超过100 Tb/s、能耗低于1 pJ/bit、芯片间延迟低于10纳秒。

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将光互连延伸至内存接口

论文最前瞻的部分，是提出"光中心架构"（Optics-Centric Architecture）。

在当前架构中，HBM与GPU之间仍使用电信号连接，物理空间约束限制了封装内可集成的HBM堆叠数量和引线数量。光中心架构通过光子中介层将运算资源池与内存资源池用光信号直接连接，绕过物理空间约束。

其核心价值在于"内存池化"，即多个加速器可以共享一个远大于单个封装可容纳的内存池，AI模型规模增长不再受限于单GPU封装的HBM堆叠数量。

李圭尚教授指出："将光互连延伸至内存后，可以绕过运算芯片周围的物理约束，突破内存容量与布线数量的上限。多个加速器共享巨型内存池，使AI模型的大型化具备更高灵活性。"

不过，这一构想要落地仍需解决低功耗光器件集成、内存一致性协议适配、可靠性工程等多项挑战，属于中长期研究目标。

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四路并行，量产先行与路线图布道

CPO赛道的参与者可分为四条并行推进路径：

系统侧——英伟达量产先行

8月14日，英伟达宣布Spectrum-X Ethernet Photonics全面量产，是全球首款200G/lane CPO以太网交换机系统。搭载Spectrum-6交换芯片，单芯片带宽达102.4 Tb/s，较上一代翻倍。激光器数量减少75%，功耗降低80%，平均故障间隔时间提升10倍，光损耗从22dB降至4dB。

芯片侧——博通部署推进

博通Tomahawk 6-Davisson CPO交换机单芯片交换容量同样达102.4 Tbps，采用台积电COUPE技术将光子引擎直接堆叠于交换硅片上，已向多家云厂商部署。

代工侧——台积电COUPE路线图

台积电专为CPO打造的COUPE硅光整合平台分三阶段推进，第三阶段计划将12.8 Tbps光引擎直接集成进处理器封装，目标实现5倍能效提升和20倍低延迟。

内存侧——SK海力士路线图布道

SK海力士作为内存厂商切入CPO，定位独特——它不制造CPO交换机，而是从HBM内存视角提出光互连向内存接口延伸的系统级路线图，填补了当前CPO讨论中"内存侧"的空白。

CPO不是单一器件的升级，而是内存器件、控制器、光器件和封装四个维度的系统级协同设计。SK海力士的角色正从"单一产品供应商"向"系统级合作伙伴"演进——客户AI系统的规模化需求已超越单个HBM产品的性能范围，需要从系统架构层面共同设计内存、互连和封装方案。

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英伟达Spectrum-X已率先量产但聚焦交换侧，SK海力士论文填补了内存侧CPO路线图的空白，两者更可能是AI基础设施不同层面的互补推进。

当算力的增长曲线与互联带宽的增长曲线之间的剪刀差持续扩大，"光进铜退"已不再是选择题，而是物理规律给出的答案。CPO从1亿美元到390亿美元的市场增速预测，一场关于AI基础设施底层的重构，正在从论文走向产线。

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