为什么说 CPO 的本质问题不是“光”,而是“电”

一、一个常见但危险的误解

在讨论光电共封装(CPO)时,最常听到的一种说法是:

CPO 的难点在于光器件:
激光、调制器、耦合、可靠性。

这句话不算错,但非常不完整

如果你站在系统架构和物理约束的角度去看,会发现一个更本质的事实:

CPO 之所以被提出,并不是因为“光不够好”,
而是因为“电已经走不下去了”。

换句话说,
光只是被“拉进封装”的工具,
真正被逼到极限的,是电互连。

理解这一点,是区分“看过 CPO”与“真正理解 CPO”的分水岭。


二、电互连正在系统中扮演“反向加速器”

在现代计算系统中,电互连承担着一个非常尴尬的角色:

  • 算力越强
  • 带宽越高
  • 电互连反而消耗越多的功耗和设计资源

这在高速 SerDes 时代表现得尤为明显。

在 112G、224G 速率下,系统设计者面对的是:

  • 极高的插损
  • 严重的反射与串扰
  • 复杂到难以验证的均衡链路

为了让信号“活着到达对端”,系统不得不引入:

  • 更高摆幅的驱动
  • 多级 CTLE / FFE / DFE
  • 重定时(Retimer)

结果是一个非常反直觉的局面:

计算能力在提升,
但系统能效被电互连持续吞噬。

在很多高端交换芯片中,
I/O 相关功耗已经接近甚至超过核心逻辑功耗。

这不是工艺问题,而是物理尺度问题


三、CPO 的真正价值:把“不可控的电”压缩到封装内

理解 CPO 的关键,不在于“光有多先进”,
而在于它对电互连空间尺度的重构

在可插拔光模块架构中,电信号必须跨越:

  • 芯片 I/O
  • 封装
  • PCB 走线
  • 连接器

这是一个厘米级、强损耗、强不确定性的电环境。

而在 CPO 中:

  • 电互连被限制在毫米级
  • 通道材料、几何、阻抗高度可控
  • 信道建模从“板级统计问题”变成“封装内确定性问题”

这带来的变化是质变而不是优化:

  • SerDes 不再需要“对抗物理极限”
  • 电路设计从“补偿损耗”转为“利用物理一致性”
  • 系统能效的上限被重新抬高

因此可以说:

CPO 的第一性原理收益,
来自于电互连尺度的坍缩,而不是光的引入。

光只是恰好是那个在短距离后性能几乎不退化的介质


四、为什么“光的问题”反而是次级问题

这并不是说光学问题不重要,而是要明确优先级。

在 CPO 体系中,光子部分面对的挑战主要是:

  • 耦合效率
  • 温度稳定性
  • 长期可靠性

这些问题确实困难,但有一个共同特点:

它们是工程问题,而不是趋势性失效问题。

相比之下,电互连的问题是:

  • 随速率提升必然恶化
  • 随距离增长指数级放大
  • 无法通过“更好工艺”根本解决

这也是为什么行业会接受一个看似“更难制造”的方案:

  • 接受复杂封装
  • 接受光电混合测试
  • 接受运维模式变化

因为继续拉长电互连,已经不再是可选项


五、从系统角度重新理解 CPO

如果只从器件角度看,CPO 显得“激进、昂贵、不成熟”。

但从系统演进的角度看,它其实是一个保守但理性的选择

  • 保留电在短距离内的优势
  • 用光承担电不擅长的距离
  • 在封装层面完成介质分工

从这个意义上说,CPO 并不是“光取代电”,
而是:

电退回它最擅长的尺度,
光接管电无法承受的尺度。


结语:CPO 是一次“尺度管理”的胜利

如果用一句话总结 CPO 的本质,那就是:

CPO 不是一次光学革命,
而是一次对电互连尺度失控的系统级纠偏。

真正推动 CPO 的,不是光器件的突破,
而是电互连在高带宽时代不可逆的物理约束

当你从这个角度再回头看 CPO,
你会发现很多争论,其实一开始就问错了问题。


为什么说 CPO 的本质问题不是“光”,而是“电”
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Author
Sunfove
Posted on
January 18, 2026
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