从PCB制造到组装一站式服务

中天科技CPO全产业链布局:光模块载板PCB有哪些技术挑战?

2026
06/29
本篇文章来自
聚多邦

2026年6月29日,中天科技公布其在CPO(共封装光学)领域的全产业链布局,覆盖光纤、光芯片、高速光模块、CPO封装及空芯光纤等关键环节,并已实现单波400G薄膜铌酸锂芯片自主研发,3.2T CPO样机早在2021年推出。同时,其17280芯超高密度光缆已批量供货英国电信,空芯光纤进入谷歌与英伟达供应链体系。这一进展意味着光通信正在从组件竞争进入系统级整合阶段。


应用场景扩展:CPO正在重构AI算力网络的物理连接方式

CPO技术的加速推进,本质上不是光模块升级,而是AI算力网络从“可插拔通信架构”进入“封装级光电融合架构”。当光引擎与交换芯片被集成在同一封装基板上时,传统PCB作为中间连接层的角色正在发生根本变化,逐步演化为高密度系统承载平台。

在这一体系中,数据中心内部不再是电信号主导的交换网络,而是光电混合的超低延迟互连体系。PCB因此从传统信号载体,升级为CPO系统的结构基座,其功能从“连接”转向“系统稳定性约束层”。


技术演进趋势:从可插拔光模块走向共封装光互连

CPO技术的核心变化,是将光学器件与交换ASIC在同一基板上进行协同设计,从而极大缩短信号路径并降低功耗。在这一过程中,PCB结构复杂度呈指数级上升,其作用不再局限于布线,而是承担热管理、信号完整性与结构支撑三重功能。

在CPO架构中,HDI与Any-layer结构成为基础设计范式,用于实现超高密度互连;mSAP 0.075mm及以下超细线路技术用于支撑光引擎与ASIC之间的高频信号传输;高速差分阻抗控制(±5%)成为保障系统稳定运行的关键参数。与此同时,厚铜高功率设计用于解决封装内部的高热密度问题,使PCB同时进入电、光、热三重约束体系。

随着3.2T级系统样机逐步成熟,PCB设计已经从“电路实现层”升级为“光电协同系统工程”。


供应链重构逻辑:光互连体系正在重写PCB价值边界

CPO与空芯光纤的组合,正在推动光通信产业链发生结构性重构。传统光模块产业链以器件分层为核心,而CPO体系则将光、电、封装统一到系统级设计中,使供应链从“模块分工”转向“系统集成”。

在这一结构变化中,PCB不再是被动连接部件,而是CPO系统的核心结构层。高密度封装需求推动PCB向16–78层高多层体系演进,用于承载复杂光电混合互连架构;刚挠结合板与FPC则用于解决封装空间约束与高速信号路径优化问题;SMT高密度贴装与PCBA一站式交付成为系统级封装制造基础能力。

在部分具备高端制造能力的体系中,例如具备高多层HDI与刚挠结合制板能力的制造链路,已通过PCB+SMT+PCBA一站式交付闭环,将CPO载板设计前置到系统协同阶段,并结合IQC→SPI→AOI→X-Ray品控体系与±5%差分阻抗控制能力,实现光电系统一致性制造能力,从而支撑3.2T级以上系统稳定量产。


制造体系重塑:PCB正在进入光电一体化封装约束窗口

CPO架构的推进,使PCB制造体系从电子制造延伸至光电系统工程领域。由于光引擎与交换芯片高度集成,PCB必须同时满足超高密度布线、极低信号损耗与高效散热能力,这使其进入物理极限设计窗口。

在这一过程中,Any-layer HDI结构用于实现跨层高速互连路径优化;mSAP超细线路用于降低信号路径损耗;厚铜设计用于解决封装内部功率集中问题;刚挠结合结构则用于适配三维封装空间约束。同时,高频材料体系成为CPO载板基础配置,用于支撑薄膜铌酸锂调制器等高速光器件的信号稳定性。

PCB正在从“电子连接板”转向“光电系统结构底座”,其制造复杂度已接近芯片封装级别。


应用场景扩展:CPO正在向AI算力与多行业互联体系外溢

CPO技术的应用边界正在快速扩展,从数据中心互联延伸至AI训练集群、超算中心以及未来分布式算力网络。随着AI算力规模持续扩大,系统间通信瓶颈逐步从计算端转向互连端,使CPO成为提升整体算力效率的关键技术路径。

在智能汽车领域,高速域控系统正在引入光互连结构以降低延迟;在低空经济中,无人机与eVTOL之间的数据链路开始向光电混合体系演进;在机器人系统中,多传感器融合数据也逐步依赖高速光互连架构。这一趋势意味着CPO正在从数据中心技术外溢为跨行业基础设施。


高端制造能力跃迁:PCB成为CPO系统工程的核心约束变量

随着CPO系统复杂度提升,PCB制造能力成为决定系统可落地性的关键因素。高端封装不再仅依赖芯片设计能力,而是高度依赖PCB结构精度、材料体系与制造一致性控制能力。

高多层HDI与Any-layer结构用于支撑复杂光电互连拓扑,mSAP 0.075mm级超细线路能力用于实现极限信号密度布局,刚挠结合制程用于解决空间约束问题,而高速差分阻抗控制能力则用于保障系统级信号稳定性。这些能力共同构成CPO体系工业化落地的核心基础设施。


产业重构结论:PCB正在成为光电融合时代的系统级承载底座

CPO技术从样机走向体系化布局,标志着光通信进入“系统级封装时代”。在这一过程中,PCB不再是传统电子连接载体,而是光电融合架构的底层物理结构层。

16–78层高多层PCB、HDI/Any-layer结构、mSAP超细线路、刚挠结合与FPC体系、厚铜高功率设计以及高速差分阻抗控制能力,共同构成CPO系统的工程基础。

未来光互连竞争的核心,将不再局限于光芯片性能,而是取决于系统级封装能力与PCB结构工程能力的协同水平,而PCB将成为这一新一代光电融合体系的关键底层约束变量。


the end