博通是CPO交换机领域最具代表性的推动者。深度研报显示，博通51.2Tbps CPO交换产品Bailly采用2.5D封装，包含8个6.4T硅光引擎和Tomahawk 5交换芯片，可实现30%功耗下降。一个800G模块功耗从13-15W降至4.8W以下。英伟达115.2T CPO交换机于2025年下半年上市，CPO正从交换机侧向GPU侧加速渗透。
博通CPO产品路线图：从Humboldt到Bailly的演进
博通在CPO领域的布局始于2021年。当年1月，博通宣布推出配备CPO光学器件的下一代交换芯片系列，第一款25.6Tbps Humboldt计划2022年底上市，一年后推出51.2Tbps Bailly。博通很少在发货之前就宣布产品，这显示了其对CPO技术的战略重视。
2022年OFC上，博通展示了与Tomahawk 4交换芯片共同封装的800Gb/s光学引擎。同年OCP上，博通宣布与腾讯和锐捷建立战略合作伙伴关系，在超大规模数据中心内部署世界上第一个基于Tomahawk 4的25.6T Humboldt CPO系统。Humboldt CPO交换器件将Broadcom的StrataXGS Tomahawk 4开关芯片与四个直接耦合和共同封装的3.2Tbps硅光子学小芯片封装（SCIP）光学引擎相结合。
2023年OFC上，博通展示了世界上第一个基于Tomahawk 5的51.2T Bailly CPO原型系统。Bailly标志着博通推出了全CMOS EIC，包括非常低功耗的TIA，以及PIC上单片集成的光学MUX/DEMUX。博通将光引擎带宽从Humboldt的3.2T增加到Bailly的6.4T，以便提供全光51.2T CPO交换机解决方案，预计将光互连功率进一步降低到每800G 5.5W。
博通CPO交换机产品演进| 产品 | 带宽 | 交换芯片 | 光引擎 | 状态 |
|---|
| Humboldt | 25.6Tbps | Tomahawk 4 | 4×3.2T SCIP | 已部署（腾讯） |
| Bailly | 51.2Tbps | Tomahawk 5 | 8×6.4T | 已量产交付 |
功耗优势：从模块级到集群级的全面领先
博通CPO方案最核心的竞争优势在于功耗。2024年3月，博通宣布向其客户交付了业界第一台51.2T的CPO以太网交换机，集成了8个基于硅光子学的6.4Tbps光学引擎和博通Tomahawk 5交换芯片。与可插拔光模块解决方案相比，CPO使光互连的功耗降低了70%，使整个交换机功耗降低了大约30%。
从模块级别来看，一个800G可插拔模块消耗13-15W功率，而使用CPO并消除DSP复杂性后功耗能降至4.8W以下。从系统级别来看，51.2T交换机使用CPO技术可以使光互连的功耗降低70%，使整个交换机功耗降低约30%。
在AI集群级别的功耗对比中，CPO的优势更为突出。根据博通在ECC 2024上的演讲，相比传统可插拔光模块方案，使用CPO方案可以让一个NVL576（B200）架构集群的功耗由16.2kw降低至7.1kw，让一个由30528张GPU组成的AI集群功耗由832kw降低至366kw。可插拔方案中信号需长距离传输至前面板，电损耗导致每端口功耗高达约30W，而CPO通过光学引擎与交换芯片异质集成将每端口功耗降至约9W。
从交换机到GPU：CPO的算力芯片扩展之路
博通正在尝试将CPO技术从交换机进一步拓展到算力芯片。相比交换芯片的CPO封装，GPU会更加复杂，涉及到更多的HBM和更多的计算块。当前一套设备具备64×100G，两套设备可实现12.8T，未来有望提升到102.4T的高带宽。在Hot Chips 2024大会上，博通展示了带有光学附件的AI计算ASIC，通过结合CPO技术，将计算ASIC与光学模块和高带宽内存封装在一起，提供了更高的计算密度和更低的功耗。
英伟达同样在积极布局GPU侧的CPO技术。英伟达同时布局交换机侧及GPU侧CPO，通过战略投资Ayar Labs、TSMC构建硅光平台、芯片共封装能力，计划2025年左右通过CPO技术实现GPU芯片与NVSwitch芯片之间的光连接。英伟达在2025年GTC大会上展示了搭载CPO技术的Spectrum-X交换机，实现单端口1.6Tbps吞吐量，相比传统方案能效提升3.5倍。
首款上市的CPO交换机是2025年下半年推出的英伟达Quantum X800-Q3450，配备144个物理MPO端口，支持144个逻辑800G端口或72个逻辑1.6T端口，聚合带宽达115.2太比特/秒。英伟达披露的2026年12.8Tbps CPO平台路线，为“网络即加速器”的系统化演进立下标尺。
产业协同与竞争格局
CPO产业的成熟需要整个产业链的协同推进。CPO主要涉及三类核心技术挑战：高密度的光电（驱动）芯片设计技术、高密度及高带宽的连接器技术、封装和散热技术。目前整个产业链环节以海外厂商为主导，全球主要有博通、英特尔、Ranovus、英伟达、Ayar Labs等少数公司具备向市场提供专有解决方案的内部能力。
思科预计CPO的试用部署与51.2Tb交换周期一致，然后在101.2Tb交换周期内进行更大规模的采用。国内厂商新华三已经发布了800G CPO硅光数据中心交换机，锐捷网络发布了51.2Tbit/s的CPO交换机。随着CPO产业的逐步成熟，国内厂商在光引擎、激光光源及组装环节有望加速突破。
CPO的发展对传统光通信产业链格局将产生较大影响：一是硅光技术重要性进一步凸显；二是CPO加大对先进半导体工艺的需求。光引擎、ELS光源、无源器件、先进封装等环节将迎来新的市场机遇。
