CPO 光子电路与高端 PCB 深度融合,开启算力互连电路技术革新周期
2026 年全球 AI 算力带宽需求爆发式增长,传统铜线电路的信号损耗、带宽瓶颈愈发凸显,共封装光学(CPO)光子集成电路与高速 PCB 电路板的融合应用,成为数据中心高速互连的主流技术路线。当前意法半导体硅光子 PIC 平台实现批量量产,规划 2027 年产能扩容四倍;博敏电子与华工科技达成战略合作,聚焦光模块 PCB、陶瓷基板协同研发生产,国内光子电路配套硬件产业链进入高速建设期,算力互连电路正式迎来光电一体化革新阶段。传统电互连依靠 PCB 铜线传输高速信号,当速率提升至 800G、1.6T 级别,高频信号串扰、传输损耗、发热问题难以根治,单纯依靠改良 PCB 板材、优化布线设计的优化空间已经见底。光子集成电路以光信号替代电信号完成数据传输,具备低损耗、超大带宽、低时延、抗电磁干扰等先天优势,CPO 架构将光引擎、光子芯片、电驱动 PCB 板卡封装为一体化组件,大幅缩短光电转换路径,降低整套算力设备功耗,是下一代超大规模 AI 集群的核心互连方案。
产业链形成 “光子芯片设计 — 晶圆流片 — 光模块封装 — 高速 PCB 载体 — 系统集成” 完整分工体系。光子芯片端,海外意法、英特尔率先实现硅光子平台量产供货,国内华为、长光华芯、仕佳光子持续推进自研光子芯片流片验证;PCB 作为光电模组必不可少的电气载体,深南电路、沪电股份的 ABF 载板、高频 HDI 板已经批量供给国内 CPO 光模块厂商,深南电路封装载板量产良率达到 85%,配套昇腾系列 AI 芯片封装使用。博敏电子与华工科技三年战略合作落地,现有 400G/800G 光模块 PCB 产品已批量供货,陶瓷基板产品同步配套光器件封装,双方约定逐年提升国产 PCB 采购份额,打造稳固的本土光电配套供应链。
从市场规模数据来看,行业机构 Yole 测算,2030 年全球 CPO 整体市场规模可达 81 亿美元,年均复合增速高达 137%;2026 年 AI 专用 PCB 市场规模将达到 693 亿元,光电融合 PCB 细分市场规模在 2033 年有望突破 26 亿美元,成长空间十分可观。硬件落地层面,英伟达 GB200 超级芯片模组采用台积电 CoWoS 先进封装,内部搭配 70 层高阶 PCB 基板承载电气线路,光电结合架构已经实现大规模商用部署;英特尔新款 Xeon 处理器率先商用玻璃封装基板,玻璃基板相较传统树脂基板高频特性更优,将和光子电路搭配迭代下一代互连硬件方案36氪。
现阶段光电融合电路落地依旧存在多项技术难点:光子器件与 PCB 板卡的精准对位精度要求小于 0.1μm,PCB 表面平整度、布线阻抗一致性标准大幅提升;光电混合电路板的电磁兼容设计难度提升,需要重新优化接地电路、滤波电路布局;同时光子器件焊接、封装工艺与传统 PCB 加工工艺存在差异,现有产线需要针对性改造升级。国内 PCB 头部企业纷纷新建适配 CPO 产品的专用洁净产线,同步联合高校优化光电一体化电路仿真设计软件,缩短产品研发迭代周期。
全球各大云厂商持续大规模采购 1.6T 光模块设备,CPO 渗透率逐年提升,带动配套 PCB、陶瓷基板、光子芯片需求同步上行。海外企业把持光子芯片底层工艺的现状短期无法彻底扭转,但 PCB、封装基板、结构电路等硬件载体环节,国内厂商已经具备较强的国产化替代能力。未来一段时间,电子电路行业的核心发展方向便是电学 PCB 与光子集成电路的协同设计、一体化制造。国内产业链企业应当强化跨界合作,打通光、电两类电路的设计标准与生产工艺,依托国内庞大的算力基建市场完成技术迭代沉淀。光电融合将重构传统电子电路的设计逻辑与应用边界,成为我国电子电路产业实现弯道超车的重要赛道。