国防军工行业AI系列：瓶颈正逐渐向“连接”转移从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势-260721（26页）.pdf

核心结论速览： FAU由可选辅件成为高速光模块刚需组件：随光纤数量和类别增多，光纤耦合重要性提升。FAU凭借微米级精度满足800G/1.6T高速光模块耦合要求。光纤芯与光芯片波导对准误差要求控制在0.1微米以内，保偏轴对准误差需小于0.5度。 康宁GlassBridge作为下一代光互连组件，实现单端耦合损耗<1.5dB：利用玻璃内部光波导结构直接建立光纤与PIC连接，支持可拆卸设计。偏振相关损耗<0.5dB，光功率耐受280mW，为CPO量产化落地提供了关键光IO接口方案。 16芯MPO支持800G，48芯用于超大规模数据中心：MPO在相同面板空间内容纳数倍光纤数量。8芯MPO支持200G/400G，16芯支持800G（8传输/8接收，100Gbps）。24芯用于并行光学系统，48芯适用于超高密度主干电缆。 MMC在相同空间内实现约为MPO近三倍光纤密度：预计MPO与MMC将长期并行，以适配不同带宽与密度要求。MPO适用于主干层（跨区域模块连接），MMC适用于密集计算层（AI集群内部、高密度GPU fabric）。 51.2T CPO需要1,152根光纤，使用16芯MPO需64个连接器：CPO实现在芯片封装级别上集成光学组件，包含大量（数百至数千根）光纤链路。一个51.2T CPO需要1,024条单模光纤和128条保偏光纤。 Fiber Shuffle实现高密度光路布线，英伟达Quantum-X800广泛应用：物理层组织和重新映射光纤连接，产品形态涵盖光柔性板（薄膜，<0.1mm精度）、Shuffle Box（盒式）、Shuffle Cable（分支式）。多层柔性基板堆叠在有限空间内构建密集光路网络。FAU：高速光模块刚需组件。精度要求决定技术壁垒。随光纤数量和类别增多，光纤耦合重要性提升。FAU（光纤阵列单元）凭借其微米级精度特征，能够满足800G/1.6T高速光模块的耦合要求及小型化要求，已由可选辅件成为高速光模块的刚需组件。核心精度要求：光纤芯与光芯片波导的对准误差要求控制在0.1微米以内，保偏轴对准误差需小于0.5度。这一精度要求对制造工艺、成本控制和良率提升都提出了极高挑战。FAU的精密对准长期被视为制约CPO规模化落地的核心瓶颈。保偏光纤的应用：随着光纤数量增加，以及保偏光纤的应用，负责将光纤与波导对准的FAU的应用较为关键。外部激光源（ELS）需要通过偏振维持光纤（PMF）实现连接。（数据来源：广发证券《瓶颈正逐渐向“连接”转移，从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势》，2026年7月21日）。GlassBridge：康宁的下一代光互连方案。技术原理与突破。传统CPO架构中，光信号从光纤进入光子芯片需要经过“光纤→光纤阵列单元（FAU）对准→PIC”的耦合路径。这一链路中光纤芯与光芯片波导的精密对准对制造精度、成本控制和良率提升都提出极高要求。6月24日，康宁在首尔正式推出下一代玻璃光互连组件Glass Bridge。Glass Bridge的核心思路是利用玻璃内部的光波导结构，直接建立光纤与PIC之间的光学连接。这种基于晶圆级制造的玻璃基连接器，能够实现更高的通道密度和更稳定的耦合效率，同时支持可拆卸设计，为后续运维提供便利。性能数据。根据《2026 IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC) To Showcase the Latest Electronic Packaging Technologies》，GlobalFoundries联合康宁完成GlassBridge玻璃波导连接器在硅光子平台上的全无源集成验证： 单端面无源耦合损耗低于1.5dB。 偏振相关损耗小于0.5dB。 光功率耐受可达280mW。 使用片上机械Z轴进行精确垂直控制。 利用PIC和玻璃上的光刻基准进行精确X-Y对准。这一性能指标为CPO的量产化落地提供了关键的光IO接口方案。GlassBridge当前对FAU形成补充，而非完全替代。（数据来源：广发证券《瓶颈正逐渐向“连接”转移，从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势》，2026年7月21日）。MPO/MMC：多芯连接器的演进与选择。MPO速率演进路径。MPO（多芯连接器）在单个连接器内集成多根光纤，常见规格为8芯、12芯或24芯。相比传统LC，在相同面板空间内容纳数倍光纤数量。速率演进： 8芯MPO：支持200G和400G（每通道50/100Gbps）。 16芯MPO：支持800G（8条发送，8条接收，速率为100Gbps）。 采用每通道200Gbps技术，800G也能在8芯MPO上运行。 1.6T通过16芯MPO传输（8个发送，8个接收，速度为200Gbps）。 24芯MPO：用于100G、200G和400G并行光学系统部署。 48芯MPO：适用于超高密度主干电缆，如超大规模数据中心。CPO应用与MMC演进。CPO应用：CPO内部需要使用大量光纤部署，高密度多芯连接器MPO可以显著减少前面板所需的端口数量。一个51.2T的CPO需要1,152根光纤（1,024条单模光纤和128条保偏光纤），如使用16芯的MPO连接器，需要64个MPO连接器，实现高集成效率并简化部署。MPO预计将成为早期CPO交换机的前面板接口。MMC更高密度：MMC（多芯连接器）在相同空间内可实现约为MPO近三倍的光纤密度，向更高密度部署演进。分层光连接架构： MPO（主干层）：用于连接交换机、机架与跨区域模块，承载核心骨干链路。 MMC（密集计算层）：应用于AI集群内部、高密度GPU fabric、AI训练/推理节点互连，重点在于高端口密度与良好散热。预计MPO与MMC将长期并行，以适配不同带宽与密度要求。（数据来源：广发证券《瓶颈正逐渐向“连接”转移，从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势》，2026年7月21日）。Fiber Shuffle：高密度光路布线方案。技术原理与形态。Fiber Shuffle（光纤重排方案）是达成更高密度光路布线的高效技术方案，可将光纤与线路集成于一体，光纤末端可适配各类连接器。CPO将光引擎与ASIC芯片紧密集成，要求实现成百上千根光纤的无阻塞、低损耗、高密度交叉连接。传统的MPO/MTP跳线或散射方案在面对这种复杂的路由需求时会产生严重的“线缆丛林”效应——体积臃肿、维护困难、严重阻碍热管理。三种产品形态：1. 光柔性板（薄膜） ：用于极高集成度，可直接集成到模块级或板级设计中。通过多层柔性基板堆叠，在有限空间内构建密集光路网络。光纤能够以<0.1毫米的精度，在复杂路径和弯曲中排布200μm、250μm、600μm或900μm的光纤。2. Shuffle Box（盒式） ：标准化模块化形态，在内部光纤管理和可维修性之间取得平衡。可实现OE独立连接并保持扇出线路长度一致，低高度设计可存储多余线缆。3. Shuffle Cable（分支式） ：用于连接关系复杂但物理空间相对可管理的领域，使高光纤数中继线路能够清晰地扇出到多个端点端口。应用场景。CPO架构内：连接光引擎（OE）和交换机面板以及外置激光光源（ELS）。英伟达的Quantum-X800架构中广泛应用。由于多个ASIC协同工作，内部光纤密度极高，传统布线方法局限性较大，Fiber Shuffle解决方案成为实现可扩展性和高效连接的关键推动力。数据中心内：多层柔性基板集成高密度光路，替代传统水平布线，释放机柜大量垂直空间。模块化布局降低光纤管理成本，改善机架气流，降低局部热点风险。每层光纤柔性板上的光纤独立封装，故障时可单独更换，无需停机排查整个链路。单集群布线效率稳定提升，散热能耗减少，支持AI算力密度持续突破。（数据来源：广发证券《瓶颈正逐渐向“连接”转移，从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势》，2026年7月21日）。投资观察指南。第一阶段（短期）：关注CPO互连方案商业化落地。核心事件：GlassBridge全无源集成验证完成，CPO量产化加速。关键指标：GlassBridge客户导入、CPO交换机出货量、MPO/MMC订单增长。第二阶段（中期）：跟踪高密度连接器渗透率提升。核心事件：MPO向16芯/48芯演进，MMC在AI集群内部署。关键指标：16芯MPO出货占比、MMC客户验证进展、Fiber Shuffle项目落地。第三阶段（长期）：把握光互连技术迭代主线。核心事件：AI算力持续向“连接”转移，光器件用量持续增长。关键指标：无源光器件市场规模、CPO渗透率、头部供应商集中度。避坑指南。❌ 不要忽视CPO技术路径的不确定性：CPO/NPO/可插拔多种技术路线并行，短期格局未收敛。❌ 不要低估FAU到GlassBridge切换的时间：GlassBridge当前对FAU形成补充，而非完全替代。❌ 不要忽略制造精度对良率的挑战：0.1微米级对准精度对量产良率构成核心瓶颈。❌ 不要将MPO/MMC简单视为替代关系：两者将长期并行，适配不同密度要求。延伸阅读。以上为报告核心趋势分析，如需获取完整报告详细数据及全部产业链公司分析，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：FAU的精度要求是多少？A1：光纤芯与光芯片波导对准误差<0.1微米，保偏轴对准误差<0.5度。FAU精密对准长期被视为制约CPO规模化落地的核心瓶颈。Q2：GlassBridge的性能数据如何？A2：单端耦合损耗<1.5dB，偏振相关损耗<0.5dB，光功率耐受280mW。利用玻璃内部光波导直接建立光纤与PIC连接，支持可拆卸设计。Q3：MPO的速率演进路径是什么？A3：8芯支持200G/400G，16芯支持800G（8传输/8接收），24芯用于并行光学系统，48芯用于超大规模数据中心。1.6T通过16芯传输（200Gbps/通道）。Q4：MMC相比MPO的优势是什么？A4：相同空间内约MPO三倍光纤密度。MPO适用于主干层，MMC适用于AI集群密集计算层（GPU fabric、训练/推理节点互连），两者将长期并行。Q5：Fiber Shuffle的应用场景是什么？A5：CPO架构内连接光引擎和交换机面板（英伟达Quantum-X800广泛应用）、数据中心内替代传统水平布线释放垂直空间。形态包括光柔性板（<0.1mm精度）、Shuffle Box（盒式）、Shuffle Cable（分支式）。数据来源说明。本报告分析基于广发证券《瓶颈正逐渐向“连接”转移，从CPO光互连方案看无源光器件发展趋势》（2026年7月21日发布），数据来源于光库科技公告、Corning、OFS、爱德泰等公开信息。