Last Updated on 2026 年 3 月 23 日 by 総合編集組
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隨著生成式人工智慧應用在全球快速普及，資料中心內部的資料傳輸正面臨前所未有的挑戰。傳統銅線與電訊號路徑在極高頻寬需求下，已逐漸顯露物理限制，功耗飆升、延遲增加、訊號衰減等問題，讓業界不得不尋找全新解決方案。
這股浪潮的核心，正是半導體光通訊技術的全面崛起。
從傳統可插拔光模組，到追求更低功耗的線性驅動方案，再到未來長遠方向的共同封裝光學（CPO），整個產業鏈正在經歷一場從「電主導」轉向「光主導」的基礎設施變革。尤其在2025–2026這兩年，800G光模組已成為市場主流，而1.6T產品正進入量產爬坡階段，同時CPO技術也逐漸從實驗室走向商業驗證。
OFC 2026光通訊大會重點總結：1.6T光學互連 CPO LPO技術如何推動AI吉瓦級數據中心革命
光通訊技術為何在AI時代突然如此關鍵？
過去資料中心主要依賴銅纜與印刷電路板（PCB）進行短距離高速訊號傳輸。然而當單通道速率超過200 Gbps後，電訊號的損耗與延遲急劇惡化，形成所謂的「I/O牆」。光纖傳輸則具備極低損耗、長距離優勢與抗干擾特性，成為突破瓶頸的必然選擇。
目前主流光通訊技術路線可大致分為三類：
- 傳統可插拔光模組（Pluggable Optics） 這是現階段資料中心最普遍的部署方式。模組內整合了數位訊號處理器（DSP）、激光驅動器、跨阻放大器（TIA）、電吸收調製激光器（EML）等關鍵元件。 在800G世代，常見封裝形式包含QSFP-DD與OSFP，其中OSFP因散熱表現較佳，被視為通往更高規格的較佳選擇。 DSP負責前向糾錯（FEC）、訊號等化等複雜運算，但也成為功耗大戶，通常佔模組總功耗的50%以上。
- 線性驅動可插拔光學（LPO，Linear-drive Pluggable Optics） 為了滿足AI叢集對極低延遲與低功耗的嚴苛要求，LPO應運而生。其核心思維是移除模組內的DSP，將訊號補償與時鐘恢復等工作移交給交換機端的SerDes處理。 測試數據顯示，800G LPO模組功耗可壓低至約5–8 W，相較傳統DSP方案的14–20 W有顯著改善；傳輸延遲也能控制在3 ns以內，非常適合需要高度同步的AI訓練與推理環境。 然而LPO對交換機ASIC的信號品質要求極高，傳輸距離通常限制在2 km以內，且不同廠商間的相容性仍是當前挑戰。
- 共同封裝光學（CPO，Co-Packaged Optics） CPO被視為長期演進方向。它不再把光模組當作獨立外掛元件，而是將「光引擎」直接與交換機ASIC或GPU共用同一個封裝基板，徹底消除長距離電訊號走線帶來的損耗與延遲。 以1.6T為例，CPO有望將單鏈路功耗從傳統30 W左右大幅壓低至9 W左右，節能幅度可達70%。 NVIDIA與Broadcom皆已將CPO列入未來數年產品藍圖，用以支撐數十萬甚至百萬顆GPU規模的「AI工廠」。
以下表格簡單對比三種技術的主要差異：
| 技術類型 | 整合位置 | 功耗（800G範例） | 傳輸延遲 | 傳輸距離 | 主要挑戰 |
|---|---|---|---|---|---|
| 可插拔（DSP型） | 交換機面板（外部） | 14–20 W | ~10 ns+ | 可達10 km+ | 高功耗、散熱壓力 |
| LPO | 交換機面板（外部） | 5–8 W | <3 ns | 通常<2 km | 相容性、距離限制 |
| CPO | 晶片封裝內部 | 預計降低70% | 極低 | 依外部光源 | 維修難度、測試標準尚未成熟 |
關鍵調製與材料技術突破：PAM4與矽光子平台
要實現800G甚至1.6T，單純增加光纖通道數已不足夠，調製格式與材料科學的進步同樣關鍵。
- PAM4調製 早期10G/25G世代多採用NRZ（非歸零）編碼，只用光的亮滅代表0與1。但在更高速率下，業界全面轉向PAM4——每個時鐘週期傳送4種電壓準位，等於一次傳輸2 bit，頻寬直接翻倍。 代價是PAM4對噪聲極度敏感，訊號眼圖餘裕大幅縮小，因此DSP的精確等化與FEC變得不可或缺。
- 矽光子（Silicon Photonics） 利用成熟的CMOS製程，在矽基板上製作調製器、探測器與波導，讓光學元件像電子元件一樣實現大規模量產。 相較傳統磷化銦（InP）材料，矽光子成本更低、擴產更容易，已成為800G DR8等主流方案的首選。 未來更可能整合薄膜鈮酸鋰（TFLN）等高性能材料，朝單通道200G甚至400G邁進。
美股光通訊產業鏈核心玩家剖析
美股市場中，光通訊供應鏈可粗分為設備平台商、核心晶片商（DSP/ASIC）、光電元件商三大環節。
NVIDIA（NVDA） 已從單純GPU廠商轉型為全棧AI資料中心解決方案供應商，透過Spectrum-X（以太網）與Quantum-X（InfiniBand）平台主導AI網路規格。 光通訊主題中，其CPO交換器展示可達3.5倍能源效率優勢，同時計劃向激光器供應商大規模預付資金，確保1.6T世代供應穩定。
Broadcom（AVGO） 交換機晶片霸主，Tomahawk 6具102.4 Tbps容量，支持64個1.6T端口，並內建CPO引擎。 其開放標準策略（Ultra Ethernet Consortium）被視為對抗NVIDIA封閉生態的重要力量，AI營收中約40%來自網路互連。
Marvell（MRVL） 在800G DSP市場佔有約70%份額，Spica系列是當前主流光通訊模組核心。 成功拿下Google 1.6T DSP全數訂單，在LPO領域也保持領先，估值相對具吸引力。
Coherent（COHR）與Lumentum（LITE） 兩家提供最核心且最昂貴的EML與CW激光器。 NVIDIA分別向兩家公司投資20億美元，鎖定未來產能。 Coherent具規模優勢與垂直整合能力；Lumentum則在200G/lane技術上表現突出。
Applied Optoelectronics（AAOI） 近年獲得美系超大規模資料中心800G訂單，德州工廠擴建中，市場視為高風險高回報標的。
Cisco（CSCO）與Astera Labs（ALAB） Cisco透過Silicon One與收購強化光學布局；Astera Labs的PCIe Retimer則解決伺服器內部高速連接瓶頸。
市場規模與未來趨勢展望
根據多方研究整合，2025年800G出貨量預計大幅成長，2026年1.6T將成為雲端巨頭重點採購規格。 矽光子市場與CPO市場均呈高速成長態勢，長期來看CPO有望成為百萬級GPU叢集的光通訊標準配置。
光通訊目前最大瓶頸仍是高端EML激光器產能不足，交付週期拉長至24週以上，帶動價格上漲與技術轉向CW激光器與矽光子方案。
使用者社群觀點與情緒觀察
在技術論壇與投資社群中，對Broadcom的討論兩極：支持者認為其交換晶片幾乎無可取代，看空者則擔心客戶集中風險與債務壓力。
Coherent與Lumentum因NVIDIA巨額投資而情緒高漲，被比喻為「淘金熱中的鏟子供應商」，但也有聲音提醒光通類股估值已反映過度樂觀預期。 新興技術如POET的光學插補器雖吸引高風險偏好投資者，但商業化進度仍受質疑。
光通訊已成為AI算力第二戰場
光通訊頻寬升級已從選項變成硬需求。
2025是800G產能全面釋放的高峰，2026則是1.6T與CPO技術的關鍵轉折點。 掌握DSP與ASIC的晶片商擁有最高利潤率，上游激光器供應商則因產能稀缺享有穩定溢價。 這場「光學化」革命不僅重塑資料中心物理架構，也重新定義半導體投資邏輯。
參考來源：
- OFC 2026: Optical networking’s AI reckoning arrives – Light Reading https://www.lightreading.com/optical-networking/ofc-2026-optical-networking-s-ai-reckoning-arrives
- AI Demand Ignites the Optical Transceiver Module Market in 2026 https://www.c-light.com/news/details/AI_Demand_Ignites_the_Optical_Transceiver_Module_Market_in_2026.html
- The Evolution of AI Interconnects: Silicon Photonics and CPO at … https://www.itiger.com/news/1176601261
- Fiber optics for data centers: the state of the art in 2025 | Introl Blog https://introl.com/blog/fiber-optics-data-center-state-of-art-optical-interconnect-2025
- 800G Optical Transceivers: The Guide for AI Data Centers – Utmelhttps://www.utmel.com/blog/categories/integrated%20circuit/800g-optical-transceivers-the-guide-for-ai-data-centers
- DSP or LPO? Understanding the Two Paths Shaping Next-Gen High-Speed Optics https://www.qsfptek.com/qt-news/dsp-vs-lpo-next-gen-high-speed-optics.html
- Five Key Trends of Co-Packaged Optics (CPO) in 2026 … https://blogs.sw.siemens.com/semiconductor-packaging/2026/02/05/five-key-trends-of-co-packaged-optics-cpo-in-2026/
- Co-Packaged Optics (CPO) 2026-2036: Technologies, Market, and … https://www.idtechex.com/en/research-report/co-packaged-optics-cpo/1138
- Deep Dive: The 102.4T Tomahawk 6 — Broadcom’s AI Networking Breakthrough – Reddithttps://www.reddit.com/r/BroadcomStock/comments/1rb16al/deep_dive_the_1024t_tomahawk_6_broadcoms_ai/
- Nvidia to invest $4 billion in photonic product makers Lumentum and Coherent – Reddithttps://www.reddit.com/r/StockMarket/comments/1rissbn/nvidia_to_invest_4_billion_in_photonic_product/
