CPO相关调研纪要

无聊小北

梦想的第四维

一、NVIDIA CPO技术的整体规划

终极构想

将AI server racks做成OIO全光互联，让rack内GPU芯片和switch芯片均采用CPO封装为光口，通过光纤互联省去光电转换步骤。

落地策略

因一步实现OIO racks难度大，采取循序渐进方式，第一步推出Scale-Out网络的CPO交换机，第二步在Scale-Up网络的NV Switch tray中采用CPO交换机，第三步在GPGPU芯片上采用CPO封装，最终实现OIO全光互联。

备选方案

2027年Rubin Ultra rack有CPO方案和正交背板方案两种选择，CPO方案组装难度低但生产良率低，正交背板方案则相反，最终选择取决于届时的供应链成熟度和生产良率水平。

二、Rubin Ultra racks的Scale-Up CPO方案核心参数与测算

该方案采用NVL72x2形式，相邻机柜NV Switch trays通过CPO光引擎和光纤互联，构成含144张GPGPU卡（576颗GPU die）的机柜，核心硬件与数量测算如下表：

指标	具体数值
单Rubin Ultra GPGPU单卡单向带宽	28.8Tb/s
整机柜总带宽	4147.2Tb/s
数据交换收敛比	2:1
单光引擎（OE）带宽	3.2Tb/s
单NV Switch芯片配套光引擎数	4.5颗
单NV Switch芯片交换能力	14.4T（3.2T×4.5）
单NV Switch tray含NV Switch芯片数	6颗
单NV Switch tray交换能力	86.4T（14.4T×6）
Scale-Up环节光引擎数量	648颗
Scale-Out环节光引擎数量	144颗
整机柜NV Switch芯片数量	144颗
整机柜NV Switch trays数量	24个（每机柜12排）
光引擎与GPGPU数量比	5.5:1（(648+144)/144）

此外，该机柜BackendScale-Out网络也采用CPO，computetray中每张CX10网卡合封1颗3.2T光引擎，每个computetray含4张CX10网卡，整机柜共144张CPO版本CX10网卡。

三、CPO技术核心痛点及NVIDIA的解决方案

核心痛点

CPO switch的光引擎与switch芯片封装在一起，光引擎故障会导致昂贵的switch芯片整体报废，即service ability challenge。

解决方案

NVIDIA采用可拆卸式设计，QuantumX800CPOswitch的芯片为chiplet架构（6颗Bantha小芯片，每颗含3颗Sagitta光引擎），且Bantha芯片底部装socket；Rubin Ultra racks的CPO版NV Switch芯片也为光引擎底部装socket，支持故障光引擎的拆卸更换，类似可插拔式光模块。

四、CPO方案核心受益企业及营收测算

嘉泽端子

台湾企业，CPO光引擎socket独家供应商；假设socketASP为7.5美元（5~10美元中值），2027/2028年RubinUltra产量为200万/600万张，测算得2027年额外营收8250万美元（占去年营收8%），2028年2.475亿美元（占去年营收25%）。

泰瑞达

美国企业，其Ultra FLEX Plustester+FiconTEC prober组合方案是唯一通过NVIDIACPO测试机台验证的方案，也是特斯拉AI5/6芯片的独家tester供应商；假设组合机台ASP2027年为500万美元、2028年因量大降至400万美元，单台每年可测5万个光引擎，测算得2027年额外营收11亿美元（占去年营收35%），2028年18亿美元（占去年营收57%）。

Mipox

日本小众企业，全球最大高速光纤插芯抛光膜制造商，市占率～60%；其光纤插芯抛光膜营收过去三年稳步上涨，虽受Coating&slitting services部门拖累，但该业务业绩已触底，无更多负面冲击。

Seikoh Giken

日本小众企业，全球最大光纤插芯抛光机/断面检查机制造商，两类设备市占率均～60%；其光纤插芯相关设备新增订单金额过去三年快速上涨，受益于全球数据中心光纤需求爆发。

五、CPO测试与光纤配套核心技术

CPO测试机台

NVIDIA的CPO光引擎为EIC与PIC异面堆叠架构，测试难度大；FiconTEC提供唯一的双面晶圆测试解决方案，可同时从晶圆上下两面做电学+光学检测，还具备5纳米步进精度、高重复性、PWB探针技术、激光微调+在线清洁技术等核心优势，泰瑞达负责整合其prober并交付台积电。

光纤配套技术

CPO光引擎的FAU采用带MT插芯的MPO光纤，MT插芯是MPO/MTP连接器关键部件，可实现多芯光纤高密度低损耗连接；该插芯投入使用前需经过3~4遍抛光工艺，确保光纤头部表面平整以减少信号损耗，Mipox和Seikoh Giken分别为抛光材料和设备的核心供应商。

六、关键问答

问：NVIDIA为实现OIO全光互联规划的CPO技术落地三步法具体是什么？

答：NVIDIA因一步实现OIO全光互联的AI server racks工程难度大，规划了循序渐进的三步落地法：第一步是推出用于Scale-Out网络的CPO交换机；第二步是在Scale-Up网络的NV Switch tray中采用CPO交换机；第三步是在其GPGPU芯片上采用CPO封装，最终达成OIO全光互联的AI server racks形式。

问：NVIDIA Rubin Ultra racks的CPO方案中，光引擎与GPGPU的数量比为5.5:1是如何测算得出的？

答：该比例由Scale-Up和Scale-Out两个环节的光引擎总数除以整机柜的GPGPU数量得出；其中Scale-Up环节需648个光引擎，Scale-Out环节需144个光引擎，光引擎总数为648+144=792个，而Rubin Ultra racks整机柜含144张GPGPU卡，792÷144=5.5，因此光引擎与GPGPU之比为5.5:1。

问：泰瑞达成为NVIDIACPO方案核心受益企业的核心原因是什么，其还具备哪些额外的业务增长动能？

答：核心原因：一是泰瑞达的Ultra FLEX Plustester与FiconTEC的prober组合方案，是五家供应商/两种设备方案中唯一通过NVIDIACPO测试机台验证的方案，且NVIDIA CPO光引擎的异面架构对测试机台要求极高，FiconTEC的双面晶圆测试方案具备不可替代性，泰瑞达负责整合交付；二是该组合机台单台价值量高，且Rubin Ultra racks对光引擎的需求规模大，为泰瑞达带来显著的营收增量。

额外增长动能：泰瑞达成为特斯拉AI5和AI6芯片的独家tester供应商，而特斯拉这两款AI芯片用量极大，将应用于自动驾驶和人形机器人领域，有望成为泰瑞达2027/2028年的另一核心增长引擎。