但目前来看,短中期内CPO的供应链仍未能实现规模上量,成本居高不下,同时激进的技术方案同样带来了可靠性、热管理等问题。于是NPO(近封装光学)诞生了,NPO定位为“通往CPO”路径的过渡方案,思路是光学引擎放置在PCB板上、紧邻ASIC/GPU等,但不进入同一个封装的中间方案。
资料来源:SENKO
相比CPO,虽然NPO的电信号路径较长,但也远低于传统的可插拔光模块方案。通过将光学引擎放置在临近ASIC/GPU的PCB上可减少SerDes功耗和通道损耗,,相比可插拔模块节省30-50%功耗,捕获了CPO大部分能效收益,却无需将光学完全嵌入ASIC封装内
NPO采用插座式/可插拔设计,光学引擎可独立热插拔、更换或升级。相比之下,CPO高度集成,一旦光学故障,可能需停机整个机架、 拆解系统,甚至涉及焊接部件,维护成本极高。NPO完美保留了传统可插拔的模块化优势。
更重要的是,NPO可在现有 PCB设计上快速落地,无需CPO所需的对PCB和封装的大幅改动,同时现有的光模块供应链可以高度参与,多供应商供货,提高供应链灵活性。
包括现有光模块上的VCSEL光源,在NPO中能够完全复用现有的100G VCSEL激光器,比如 博通的3.2T VCSEL NPO引擎,就采用了4个1×8 VCSEL阵列作为激光器,对于NPO方案商而言,供应链的可选项就非常丰富,且能够以低成本从光模块切换到NPO。
因此,NPO作为过渡方案受到了博通、新易盛等厂商的力捧。
而随着NPO的进一步落地,VCSEL也将加速往200G/lane发展。目前对于3.2T的NPO,用100G VCSEL的典型配置是4 个 1×8 VCSEL 阵列 + 对应 4 个 1×8 PD 阵列,需要32个通道。而采用200G VCSEL则可以减少至16通道,可以采用更少的阵列比如2个1×8或1个2×8,大幅简化光学引擎结构,带宽密度可更高,同时光纤数量减半,可维护性更强。
不过目前200G VCSEL仍处于早期阶段,部分实现小规模量产,行业内目前博通、Coherent已经展示了其200G VCSEL产品,国内长光华芯此前已宣布200G VCSEL正在研发中。在今年的SPIE Photonics West 会议上,博升 光电、复旦大学、香港理工大学、傲科光电子等联合发布了一项研究成果,用国产850nm VCSEL实现了单通道 112 Gbps NRZ 与 200 Gbps PAM4 的高速光互连传输。
光迅科技在去年OFC现场展示了采用单波200G VCSEL的1.6T O SFP224 2x VR4光模块的动态测试数据,验证单波200G VCSEL技术可作为硅光方案与EML技术的重要补充选项。
小结:
VCSEL NPO是高性能、可靠、低成本的有效路径,作为CPO的过渡产物,将会在未来一段时间在数据中心中占有一席之地,2026-2027年NPO将实现批量部署,相应也将会推动200G VCSEL的商业落地加速。