AI Fabric光互连下沉机架，400G/lane与CPO是核心变量

随着AI系统持续扩容，AI数据中心内部的互连需求已经从芯片、封装、板卡，延伸至机架、集群，最终拓展到跨数据中心连接。

由于不同层级的传输距离、带宽密度、系统拓扑各不相同，多种互连技术仍会并存。短距离连接依旧以电互连、铜缆为主；长距离、高带宽链路则更适合采用光技术。但随着SerDes速率不断提升，交换机总带宽向102.4Tbps及以上演进，铜缆与光互连的分工格局正在发生转变。

Scale-out仍是光互连最成熟市场，CPO逐步从交换机走向规模化部署

站在2026年AI数据中心架构视角，向内扩展与机架级纵向扩展场景，电互连仍具备结构性优势。高速电I/O依然大量应用在芯片与封装内部；而节点、机架层面越来越多地使用重定时器、有源电缆（AEC）以及高速铜缆，主流SerDes正向单通道200G演进。

绝大多数机架内部连接距离仅数米，铜缆在成本、功耗、可维护性以及供应链成熟度上依旧具备优势。只要信号完整性可以满足系统要求，短期内，机架内部用光互连全面替代铜缆，并不具备充分的经济与技术驱动力。

与之相对，机架之间的Scale-out互连，已经成为光互连最成熟的应用场景。可插拔光模块主要用于leaf-to-spine链路以及交换机骨干网络。伴随交换机带宽从51.2Tbps升级至102.4Tbps，英伟达、博通等厂商也开始在下一代交换机平台引入共封装光学（CPO）。

推动这一变化的原因，不只是更长传输距离与更高带宽的需求。交换机I/O密度不断提升，电传输功耗随之上涨，而面板可供光模块使用的空间越来越紧张。这使得将光电转换单元靠近交换机ASIC放置的方案吸引力大增。

leaf-to-spine交换机上率先落地的CPO，也提供了现实路径，用以验证先进封装、光引擎集成、外部光源、光纤耦合单元（FAU）以及光纤器件集成技术。从这个角度看，采用CPO不只是为应对带宽与功耗约束做出的架构选择，也是积累大规模光互连部署所需制造、集成经验的重要一步。

单通道400G将压缩铜缆传输距离，光电转换进一步向XPU靠近

下一个关键变量是单通道400G SerDes。当单通道信号速率从200G提升至400G，铜缆能够支持的传输距离预计会进一步缩短。按照当前行业参考场景，200G单通道铜缆大约支持2.5米传输；而400G单通道下，实际可用距离将降至约1.25米。

与此同时，更高的信号速率会大幅提升PCB、连接器、线缆以及信号补偿的设计难度。如果未来AI Fabric架构对跨机架纵向扩展互连提出更高要求，当前由有源电缆、高速铜缆承载的部分链路，会成为优先替换为光互连的候选对象。光电转换单元将从leaf-to-spine层级进一步向机架内部下沉，靠近GPU、AI ASIC等XPU的光I/O需求也会随之增长。

不过，单通道400G并不会立刻在机架内大规模取代铜缆。光互连向XPU靠近，需要CPO、近封装光学（NPO）、光I/O多项技术同步成熟，涵盖光子集成电路（PIC）与光引擎制造、外部激光器、基于FAU的光纤耦合、先进封装、热管理、良率、可维护性以及成本等多个关键环节。

如果各项技术成熟进度不一致，系统厂商仍可以通过更高规格线缆、重定时器、更先进的封装与信号完整性设计，继续拓展电互连的可用传输距离。也就是说，即便电互连遇到距离与功耗天花板，也不会立刻全面切换到光互连。

因此DIGITIMES将2028年前后视作铜光边界重新平衡的重要观察节点，而非机架内部大规模普及光互连的确切时间点。

更有可能的演进路径是：CPO先在Scale-out的交换机侧持续上量；随着400G单通道架构逐步大规模落地，长距离、高密度的纵向扩展链路会越来越适合采用光方案；而靠近XPU的光I/O同步开展验证。

在这一过渡阶段，线性驱动可插拔光模块（LPO）、线性接收光模块（LRO）这类可插拔架构，其功耗效率与信号处理效率有望持续优化。同时NPO可以缩短交换机或计算ASIC与光引擎之间的电气路径。各类技术并非简单的新旧替代，而是并行发展；具体选用哪种方案，由系统各层级的带宽、传输距离、功耗、密度、可维护性需求决定。

AI Fabric光互连向机架深处渗透

AI数据中心下一阶段需要重点关注的互连场景是：传输距离、功耗、带宽密度持续抬升，开始削弱铜缆的经济性与性能表现的链路。

随着AI Fabric架构从单机架拓展至多机架系统与大型集群，基于铜缆的有源电缆、重定时器、可插拔光模块、CPO以及光I/O，将会长时间共存。铜缆在短距离、对成本敏感场景仍保有竞争力；光技术则逐步切入更高带宽、更高密度、更长距离的连接场景。

但这一技术过渡的快慢，并不完全取决于SerDes技术路线图。成本、制造良率、热性能、可维护性、系统级验证，以及配套光供应链的成熟度，最终决定AI数据中心内部电互连与光互连的边界推进速度。