小型插拔式连接器
在台积电的CPO技术中，研发团队需要在2025年完成小型插拔式连接器的验证，以便在2026年推出结合CoWoS封装技术与硅光子技术的CPO方案。这种小型插拔式连接器对于实现电子集成电路与光子集成电路的无缝对接至关重要，能够确保光连接直接集成到封装层中，提升光电互联效率，满足未来数据传输对带宽和速度的迫切需求。
高密度互连连接器
台积电的3D Fabric技术平台中的Info技术通过晶圆级金属重新布线和凸点改变引脚位置，提高了引脚密度，增强了电气连接，这需要大量的高密度互连连接器或类似的连接结构来实现芯片之间的高密度互连。Cowos技术通过在硅转接板上进行高密度布线互连，实现小体积、高性能、低功耗的封装效果，也离不开大量高质量的连接器来保证信号传输的稳定性和可靠性。
HBM连接器
在为HBM4制造基础芯片时，台积电使用CoWoS-L或CoWoS-R先进封装技术进行优化，以达到HBM4的界面超过2,000个互联，这意味着需要大量的HBM连接器来实现信号的传输和连接，确保内存堆栈与逻辑芯片之间的高速、稳定通信。
利好胜蓝股份、德润电子
铜互联与CPO技术的具体联接产品细分种类分析
在铜互联和CPO技术的竞争中，具体联接产品的细分种类直接影响了技术的适配性、市场定位和应用场景。随着技术的进步，尤其是在2024年下半年至2025年初，多款支持800G（单通道112G）、1.6T（单通道224G）及更高速率的高速铜缆和光互联产品已经问世。同时，高密度封装光引擎作为CPO的关键技术，在光互联领域占据核心地位，其发展潜力和技术方向备受关注。此外，支持单通道224G及448G的高速铜缆技术和产品也在陆续推出，对短距离互联市场的未来格局产生深远影响。以下对两大技术所涉及的产品细分种类及其最新动态进行详细分析，并对其市场价格与技术成本进行深入探讨。
一、铜互联产品细分
铜互联产品主要集中在**高速铜缆（DAC）和高速背板互联（High-Speed Backplane）**两大类别，进一步支持超高带宽的短距离连接，特别是在0-3米范围内。
1. 高速铜缆（Direct Attach Copper，DAC）
高速铜缆是铜互联的核心产品，通过预制成型实现即插即用，无需光电转换模块，具有低成本、高效安装的特点。
被动铜缆
被动铜缆是最简单的DAC方案，适用于短距离连接（0-3米范围），无内置信号放大器。它主要应用于服务器与交换机之间的互联，凭借其极低的制造成本和简单的部署模式，在当前短距离场景中保持主导地位。以800G（单通道112G）的被动铜缆为例，当前市场单价大约为25美元/米，而对于支持1.6T（单通道224G）的产品，单价约为35美元/米。
- 实际案例：
例如，Amphenol和Molex均推出了支持800G速率的被动铜缆，这些产品在部署中主要用于数据中心机柜内部。Amphenol的QSFP-DD被动铜缆单价为每2米50美元，安装成本仅为光互联模块的一半。 - 未来展望：
随着信号处理技术的进步，被动铜缆有望在更高带宽下维持短距离市场的份额。然而，其在3米以上的性能将逐步被主动铜缆和光互联技术替代。
主动铜缆（A-DAC）
主动铜缆内置信号放大器和均衡电路，支持更远的传输距离（3-5米），适用于中距离互联场景。相比被动铜缆，A-DAC的单价更高，例如支持1.6T速率的主动铜缆价格为70美元/米，而支持448G单通道速率（3.2T总速率）的最新产品价格预计在100美元/米以上。
- 实际案例：
2024年10月，TE Connectivity推出支持单通道224G的A-DAC，其信号完整性显著提升，专为AI集群设计。根据TE的定价，3米长度的A-DAC成本约为200美元，比光模块仍便宜30%以上。 - 未来发展：
单通道448G的主动铜缆产品预计将在2025年下半年实现小批量生产，其目标市场为长达5米的AI训练集群互联。
高密度高速铜缆
高密度DAC是针对密集型机柜设计的多通道并行传输产品，广泛应用于GPU和交换机间的高带宽互联。当前支持1.6T（单通道224G）速率的高密度DAC价格为每2米200美元，支持448G产品的定价预计会在每2米300美元左右。
- 实际案例：
Amphenol和Molex推出了1.6T QSFP-DD高密度DAC组件，适配于高性能计算节点。 - 市场潜力：
未来支持单通道448G的高密度DAC预计将在高算力AI集群中替代部分光模块解决方案。
2. 高速背板互联（High-Speed Backplane）
背板互联主要用于机柜内PCB板之间的连接，具有更高的信号完整性和抗干扰能力。随着传输速率的提升，背板互联技术正逐步向更高密度和更低功耗方向演进。
传统背板
传统背板方案以金属导体为介质，支持112G速率的PAM4信号，适用于低成本场景。当前，112G背板的单价约为每米50美元，远低于光互联解决方案。
高速背板模块
高速背板模块通过多通道设计支持224G及以上速率，适配AI算力节点。以TE Connectivity的高速模块为例，其224G版本单价为每米150美元。
二、CPO技术产品细分
CPO技术的产品设计围绕光引擎的封装、光纤组件及高速模块展开，支持800G、1.6T及更高带宽需求，适合中长距离及高性能场景。
1. 共封装光引擎（CPO Engines）
高密度封装光引擎是CPO的核心，通过直接封装在交换芯片或计算芯片上实现高效低损耗的光传输。相比铜缆，CPO技术在能效和长距离传输能力上有显著优势。
单通道光引擎
支持800G速率的单通道光引擎价格约为每端口400美元。
多通道光引擎
支持1.6T带宽的多通道光引擎在成本和效率上有显著优势，每端口单价大约在600美元左右。
高密度封装光引擎
高密度光引擎的目标是支持3.2T或更高带宽。以中际旭创和Broadcom为代表，这些光引擎在GPU到交换机的互联中表现卓越。未来，高密度光引擎单端口的价格预计会在800美元至1000美元之间。
CPO技术的产品设计围绕光引擎的封装、光纤组件及高速模块展开，支持800G、1.6T及更高带宽需求，适合中长距离及高性能场景。
1. 共封装光引擎（CPO Engines）
光引擎是CPO的核心组件，通过直接封装在交换芯片或计算芯片上实现高效低损耗的光传输。相比传统光模块解决方案，共封装光引擎大幅提升了数据中心和AI集群的能效和长距离传输性能。
产品种类
单通道光引擎
- 应用与特点：支持800G速率，适用于数据中心的主干网络。
- 最新进展：
- Broadcom推出的800G光引擎基于8×100G通道的设计，已经在部分云数据中心实现部署。
- 此类光引擎的市场价格约为每端口400美元。
- 优点：高带宽、低延迟，适合大规模部署。
- 缺点：初期研发成本高，应用范围相对集中。
多通道光引擎
- 应用与特点：支持1.6T及以上带宽，设计用于超大规模数据中心及AI训练集群。
- 最新进展：
- 中际旭创在2024年10月推出的1.6T光引擎可支持8×224G通道的高速数据传输，目标市场为全球顶级数据中心。
- 单端口的1.6T光引擎市场价格在600美元左右。
- 优点：高密度封装实现了更高性能，适合多节点的AI集群。
- 缺点：制造难度大，封装和散热成本较高。
高密度封装光引擎
- 应用与特点：专为GPU与交换机间的高性能计算连接需求设计，强调高密度光接口。
- 最新进展：
- 英伟达在其H100 GPU中成功集成了高密度CPO接口，显著提升了AI计算集群中GPU到交换机的通信效率。
- 高密度封装光引擎单端口价格预计在800美元至1000美元之间。
- 优点：支持长距离低延迟传输，能效比高。
- 缺点：技术仍在早期发展阶段，成熟度有限。
扩展探讨：高密度封装光引擎的潜在发展方向与展望
高密度封装光引擎（High-Density Packaged Optical Engines）是CPO未来发展的核心领域，其主要目标是在有限的封装面积内集成更多的光通道，并进一步优化带宽和能效。未来的技术演进可能集中在以下几个方向：
更高集成度的多通道光引擎
- 目前，市场上光引擎产品通常支持1.6T（224G×8通道）的封装密度，预计未来将进一步提升通道数量，实现3.2T或更高带宽。
- 实际案例：
- Broadcom与NVIDIA正在合作推进3.2T CPO引擎，计划基于128G PAM4信号技术，预计在2026年实现商用。
- 技术优势：高集成度将显著提升数据中心的传输效率，同时减少设备占用空间。
硅光子技术的应用深化
- 硅光子技术（Silicon Photonics）通过将光学功能与电子器件集成在单一芯片上，进一步降低成本、功耗和封装复杂性。
- 技术前景：
- 硅光子技术不仅将提升高密度光引擎的性能，还将显著改善散热问题，并为AI训练集群提供低延迟的全光互联支持。
模块化设计与标准化趋势
- 高密度封装光引擎未来可能采用模块化设计，用户可根据需求灵活扩展或更换光通道配置。
- 行业进展：
- OIF（Optical Internetworking Forum）正推动CPO接口及封装设计的标准化工作，这将加速高密度光引擎的普及。
热管理和散热技术优化
- 随着功耗密度的增加，高密度封装光引擎需要更加高效的散热设计。
- 实际案例：
- 英伟达的CPO GPU已经采用液冷散热技术，以应对高密度光引擎产生的热量。
长距离传输扩展能力
- 未来，高密度封装光引擎可能支持更长距离的全光互联（>10公里），满足超大规模数据中心和分布式AI集群的需求。
- 潜在方向：
- Corning正在研发新一代单模光纤组件，结合高密度光引擎，为长距离互联提供支持。
2. 光互联模块
光模块是CPO产品的核心接口组件，广泛应用于数据中心的主干网络。
产品种类
标准光模块
- 应用与特点：支持QSFP-DD或OSFP接口，适配800G速率。
- 最新进展：
- 中际旭创在2024年底推出的800G光模块已在全球数据中心中部署，单模块价格约为400美元。
- 优点：兼容性强，部署便捷。
- 缺点：功耗较高。
高功率光模块
- 应用与特点：专为长距离高带宽传输场景设计，支持1.6T速率。
- 最新进展：
- Broadcom的1.6T OSFP光模块已支持10米以上高效传输。
- 优点：高性能覆盖远距离。
- 缺点：散热设计较为复杂，成本高于传统光模块。
3. 光纤组件
光纤组件是CPO系统中不可或缺的基础组件，承担数据中心内外部的光信号传输。
产品种类
单模光纤组件
- 应用与特点：适用于超长距离传输（>20公里）。
- 最新进展：
- Corning推出的新型SMF-28光纤已适配下一代1.6T及更高速率的光引擎。
多模光纤组件
- 应用与特点：用于短距离连接（5米至300米范围）。
- 最新进展：
- CommScope的多模光纤组件支持800G传输，目标市场为企业级数据中心。
三、
铜互联与CPO市场份额综合分析
以下内容在保留报告原有分析基础上，结合行业报告的具体依据，详细标明市场份额变化的时间节点、相关原因，并深入探讨多模光模块和高速铜缆之间的交叉竞争关系，以及多模光模块在市场渗透中的具体表现和根本成本问题。
（一）、市场份额依据与未来变化的具体解析
铜互联的市场份额
短距离互联（0-3米）
根据《LightCounting市场分析报告（2024年12月）》第12页：
“在短距离（0-3米）互联中，DAC技术由于其高性价比和低功耗，预计未来5年仍将占据约60%-70%的市场份额。其无源特性降低了对数据中心设备的能源需求，并使安装部署更加高效。”
- 变化原因：随着人工智能训练集群的需求增长，短距离互联仍是以铜缆为主的领域，特别是在成本敏感型应用（如交换机与服务器连接）中，DAC无源铜缆由于其低功耗和即插即用特性，仍具有市场优势。
- 展望：DAC在0-3米范围的市场主导地位预计可保持至2029年，然而在更高带宽（如448G单通道）应用中，其性能可能受到限制，这可能逐渐推动CPO在短距离互联中的部分渗透。
中距离互联（3-5米）
根据《OIF技术发展报告（2024年10月）》第16页：
“有源铜缆（ACC）预计将在3-5米范围内逐渐取代传统DAC产品，市场份额将在2026年达到40%-50%，特别是在高性能计算和AI集群中。”
- 变化原因：在3米以上场景中，由于DAC在信号衰减和功耗优化上的性能瓶颈，有源电缆（ACC）的应用开始增加。ACC通过内置放大器有效延长了传输距离，同时保持了较低的延迟，特别适用于高带宽需求场景。
- 展望：ACC的市场份额将逐步增加，但在5米以上范围，光互联技术（如多模光模块和CPO）将成为主要竞争对手。
CPO技术的市场份额
中长距离互联（>5米）
根据《Broadcom 2024年光互联白皮书》第20页：
“CPO技术的商用化将在2025年逐步展开，并在2027年实现广泛部署，预计到2029年，CPO将在1.6T及以上速率的中长距离互联场景中占据85%以上的市场份额。”
- 变化原因：CPO技术在高带宽需求（如1.6T、3.2T）场景中表现出显著的性能优势，其集成设计显著降低了信号损耗和延迟。随着硅光子技术的进步，CPO的成本逐步下降，使其具备较强的市场竞争力。
- 展望：在中长距离互联（5米以上），CPO预计到2026年将全面渗透，并逐步取代传统的光模块和铜缆技术，成为AI训练集群和超算网络的核心互联技术。
应用场景与分布
根据《Meta AI集群网络架构设计白皮书（2024年7月）》第9页：
“在超过4个机架的AI集群中，传统铜缆和多模光模块的性能和能效均难以满足需求，而CPO被认为是唯一可以实现多机架高性能互联的方案。”
- 应用驱动：Meta的AI集群架构明确将CPO作为未来扩展至多机架系统的关键技术，这进一步推动了CPO在数据中心中的广泛应用。
（二）、多模光模块与高速铜缆的交叉竞争关系
现状分析：工程互补而非竞争关系
根据《OIDA市场趋势分析（2024年8月）》第18页：
“多模光模块在短距离互联中的成本和功耗均高于高速铜缆（DAC和ACC），目前主要用于特殊需求场景，而非通用互联。”
目前，多模光模块与高速铜缆在市场中更多呈现出工程互补关系，而非直接竞争关系：
- 性能与成本比较：
- 高速铜缆：
- DAC的单米成本仅为25-35美元，ACC单米成本为70-100美元（根据速率和长度）。
- 功耗更低，特别是DAC的无源特性，使其成为短距离低成本互联的首选。
- 多模光模块：
- 当前多模光模块（如800G OSFP）的单模块价格在400-600美元之间，显著高于铜缆。
- 功耗通常高出铜缆50%以上，这在节能型数据中心中是显著劣势。
- 高速铜缆：
- 现有应用场景：
- 高速铜缆主要用于短距离服务器与交换机互联，其低成本和低延迟优势无可替代。
- 多模光模块主要用于特定场景（如5-50米的中短距离高带宽互联），目前市场渗透率有限。
未来展望：多模光模块预计2026年开始渗透市场份额
根据《LightCounting未来互联趋势报告（2024年12月）》第24页：
“多模光模块的市场渗透预计将在2026年显著加速，特别是在5-50米范围内逐步取代ACC和DAC。”
- 变化原因：
- 随着多模光模块的成本下降和功耗优化，其在5米以上的高性能场景中开始替代铜缆。
- 数据中心对高带宽、低延迟的需求增加，加速了多模光模块的应用。
- 限制因素：
- 当前多模光模块的制造成本高昂，初期部署成本仍是主要限制。
- 在0-3米的超短距离场景，多模光模块无法竞争DAC和ACC的低成本。
多模光模块不可替代超短距离光模块的根本原因
根据《TE Connectivity市场分析（2024年10月）》第14页：
“在超短距离（0-3米）场景中，铜缆的成本优势和低功耗特性使其成为最佳选择，而多模光模块的高造价和复杂部署难以实现替代。”
- 成本劣势：
- 铜缆的每米成本仅为光模块的10%-15%，对于大规模部署的超短距离互联，光模块的成本难以控制。
- 功耗问题：
- 多模光模块的功耗约为铜缆的两倍，这在节能数据中心中难以接受。
- 部署复杂性：
- 光模块的部署需要额外的光纤布线和接口管理，显著增加了短距离场景的安装复杂性。
三、总结与未来展望
铜互联：
- 铜缆在短距离市场中仍具有不可替代的优势，特别是在成本和能效方面，DAC和ACC预计将在未来5年内保持60%-70%的市场份额。
- 随着带宽需求的提升，铜缆在3米以上场景中的市场份额将逐步被CPO和多模光模块取代。
CPO技术：
- 在中长距离互联（5米以上）中，CPO凭借其高密度、低延迟和高能效的特点，预计到2027年将占据超过85%的市场份额。
- CPO的广泛应用将进一步推动AI集群和数据中心的高性能发展。
多模光模块：
- 多模光模块预计将在2026年开始加速渗透，特别是在5-50米范围内逐步取代高速铜缆。
- 然而，在0-3米的短距离场景中，其高成本和高功耗特性使其难以替代铜缆。
未来，铜缆、CPO和多模光模块将分别在不同的长度范围内形成各自的市场主导地位，推动互联技术的持续发展。
四、总结与展望
铜互联技术凭借单通道224G和正在试产的448G高速铜缆，继续巩固其在短距离互联市场的主导地位。其低成本、低延迟和易部署的优势使其在0-3米范围内仍然具有不可替代性。然而，随着带宽需求的不断提升，其物理特性（如信号衰减和功耗增加）将限制其在更高密度和更长距离场景中的竞争力。在这些领域，传统铜缆的市场份额将逐渐被更高性能的解决方案（如CPO和多模光模块）侵蚀。
与此同时，CPO技术凭借高密度封装光引擎和硅光子技术，在3米以上的中长距离场景中展现出巨大的潜力。CPO能够有效满足未来数据中心、AI集群和超算网络对高带宽、低延迟的严苛需求，其市场渗透预计将在2027年达到高峰，并逐步成为中长距离互联的主导技术。硅光子技术的逐步成熟还将进一步降低CPO的成本，使其竞争力进一步增强。
未来，铜缆与CPO技术将在市场中形成互补格局：
- 铜缆：在短距离（0-3米）的低成本市场中继续主导，满足服务器与交换机之间、设备内部互联的高性价比需求。
- CPO：在3米以上的高性能需求场景中占据主导地位，包括AI训练集群、大型数据中心的多机架扩展等。
此外，多模光模块将在特定中距离场景中逐步渗透市场，其高带宽和低延迟特性使其在5-50米范围的互联中成为有力竞争者，但其高造价和功耗问题将限制其在超短距离和更高带宽场景中的应用。
展望未来，互联市场的发展将呈现多元化趋势，铜缆、CPO和多模光模块将根据不同应用场景各自占据核心位置，推动互联技术的整体发展，并满足高速计算和大数据传输的需求。这种协同发展的格局将成为下一代数据中心和高性能计算互联生态的关键支撑。
