在过去几年中，生成、传输和分析的数据量迅速增加，全球范围内对更快的数据网络和设备接口速度的需求也在急剧增加。由于数据中心网络交换机和其他设备需要降低功耗和增加带宽密度，数据网络行业正朝着采用共封装光学器件（CPO）的方向发展。
近日，知名市场调研公司Research and Markets发布了一份《2023-2028年共封装光学市场》的相关报告。根据该报告，到2025年，全球范围内专业共封装光学元件的销售额将超过13亿美元，到2028年将增长到27亿美元。
在该报告中，分析师还预测，包括NPO产品在内的共封装光学模块市场将在2027年达到55亿美元。
在新的OIF实现者协议（IA）的推动下，协封装光学器件目前已经在数据中心有了更清晰的采用路径。此外，这种专门为延迟敏感流量时代（如当前人工智能热潮所产生的流量）创建的新接口标准提供了一个额外的、至关重要的促成因素。
该报告的主要目的是更新分析师对CPO领域的预测，包括按应用、速度和网络细分的突破，并提供市场上主要影响者关于CPO战略的最新信息。在速度方面，他们着眼于800G和1.6T网络。
这份最新报告的另一个目标包括，努力更好地了解CPO在近期到中期的产品路线图，报告包括对CPO设备的重要子系统的一些分析；特别是外部激光器和潜在的额外冷却的CPO模块。他们还讨论了硅光子学和光学集成对CPO未来的影响。
就覆盖范围而言，他们在本报告中关注的是CPO和CPO的上游产品——主要是近封装光学器件（NPO）。就应用程序而言，它们涵盖了所有可能的应用程序，但除了由语音、数据和视频流量组成的自然流量增长外，预测还反映了低延迟流量的预期增长以及人工智能（企业、SaaS和个人）的增长如何重置思维。
报告对影响较小的CPO应用，包括HPC、分解计算应用和传感器也进行了分析和预测。最后，报告考虑了新兴CPO标准的市场影响，包括刚刚发布的OIF标准和在中国开始的标准制定工作。
分析师目前将其研究重点放在短距离数据通信互联领域，包括CPO、有源光缆、光芯片对芯片通信和数据中心相干通信。该报告强调了CPO在技术变革和地缘政治发展之后对光电供应链的影响，其中涉及的主要公司包括AMD、Cisco、Coherent 、Anritsu、Ayar Labs、Broadcom、Furukawa Electric、GlobalFoundries、IBM、Marvell、Lumentum、Ranovus、SENKO、TE Connectivity、Xilinx、Lightmatter、POET、SENKO Advanced Components、Sumitomo Electric等。
什么是共封装光学（CPO）？
当下的先进技术能够实现前所未有的小型化，使得电子和光学芯片的封装集成成为可能，并且越来越实用。这种电子和光子芯片的单一封装集成，就称为CPO。
共封装光学（CPO）是一种先进的光学和硅在单一封装衬底上的异构集成技术，旨在解决下一代带宽和功耗挑战。CPO汇集了光纤、数字信号处理(DSP)、开关asic和最先进的封装和测试方面的广泛专业知识，为数据中心和云基础设施提供颠覆性的系统价值。
未来几代交换机ASIC运行速度为51.2 TBps或更快，以支持800 GbE和1.6 TbE，将包含CPO，以便数据可以通过光一路传输到交换机ASIC封装。这将光引擎和开关ASIC之间的电接口长度减少到只有几毫米。此外，这解决了减少能量的需求，并减少了与从电信号中提取时钟和数据相关的延迟。
最终，超大规模数据中心应用正在推动新一波共封装光学设计，通过提供一种保持机架单元功率恒定同时增加带宽容量的方法，来解决“功率墙”和面板密度方面限制。
数据中心广泛采用CPO之前，仍有几个障碍需要克服：
首先，由于CPO要求硅靠近光子器件，传统的面板可插拔光学设计规则不再适用。目前，三种更广泛的CPO应用（以太网交换机、机器学习和分解）都需要不同的设计权衡和可维护性。
成本是另一个挑战因素。CPO的价格必须下降，以推动2024年400G-DR4光学器件的成本比0.60美元/Gb更低。由于CPO缺乏计时器、时钟和数据恢复(CDR)芯片、昂贵的超低损耗PCB材料和外壳硬件，因此可以节省大量成本。
尽管存在这些障碍，但很明显，CPO是光与电数据接口集成道路上的下一个重要步骤。共封装光学协作和光互连论坛(OIF)在协调像Synopsys这样的行业领导者的意见方面发挥了领导作用，以定义CPO规范等，包括:
- 电气和光学元件之间通道的定义标准
- 一个标准化的接口，使电气和光学元件能够有效和可靠地通信
- 设计工具开发和验证集成电子和光子集成电路
