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CPO量产时代:高频PCB如何支撑下一代AI互联?

2026
08/20
本篇文章来自
聚多邦

从可插拔光模块到CPO:200G/lane量产正在重构AI高速互连与PCB技术路径

2026年8月14日,据英伟达披露,Spectrum-X Ethernet Photonics进入量产阶段,200G/lane共封装光学(CPO)以太网交换系统开始进入数据中心部署,并被纳入Vera Rubin平台体系。按照相关产业链信息,该方案由台积电参与先进硅光子工艺,天孚通信参与激光器模块组装,鸿海承担系统组装,CoreWeave、Lambda与甲骨文等成为首批导入客户。随着光引擎从传统可插拔模块进一步靠近交换ASIC,CPO开始从技术验证进入工程化应用阶段,AI数据中心内部高速互连架构也随之发生变化。


技术演进趋势:高速互连正在逼近电信号的物理边界

AI算力集群持续扩张后,GPU之间需要交换的数据量快速增加,交换芯片带宽不断提升,传统可插拔光模块面临的核心矛盾也越来越突出:交换ASIC与光模块之间仍需要通过PCB完成较长距离的高速电信号传输,速率越高,插入损耗、串扰和功耗控制越困难。

CPO的核心思路,是把光引擎直接部署在交换ASIC附近,缩短高速电信号传输距离,并尽早完成电光转换。进入200G/lane之后,这种架构的意义进一步放大,因为高速互连系统优化的重点已经从单纯提高SerDes速率,转向芯片、封装、PCB、光引擎与散热共同协同。

因此,CPO并没有降低PCB的重要性,而是改变了PCB承担的任务。过去PCB主要负责连接交换芯片与光模块,未来则需要在更短距离内完成更高密度的高速信号扇出,同时配合硅光器件、电源网络以及热管理结构,PCB由传统信号载体进一步向系统级高速互连平台演进。


制造体系重塑:200G/lane把误差进一步压缩

高速信号距离缩短,并不意味着PCB制造难度下降。相反,随着单通道速率进入200G/lane级别,材料介质损耗、铜箔粗糙度、线路几何尺寸、过孔结构以及层间偏移带来的影响都会进一步放大,高频高速PCB需要更低Dk/Df材料以及更加稳定的加工窗口。

这与AI服务器主板正在发生的升级形成呼应。算力平台已经推动16—78层高多层PCB发展,部分高端互连结构继续向更高层数演进;交换板和高速计算板则加速采用HDI、Any-layer以及mSAP 0.075mm及以下超细线路。高速差分链路的阻抗控制需要向±5%甚至更严格水平收敛,背钻、过孔残桩和层间对准等细节都会影响最终信号完整性。

与此同时,CPO还把散热问题进一步带到PCB附近。交换ASIC与多个光引擎集中布局后,局部功率密度提高,PCB既要处理高速信号,也要参与电源与热路径设计。部分供电区域需要通过厚铜高功率设计降低损耗,而高速区域又必须控制铜厚、线宽和介质结构,两类要求在同一系统内并存,使制造复杂度进一步提高。


供应链重构:光通信正在走向“芯片—封装—PCB”协同

传统光模块产业链具有较为明确的分工边界:交换芯片、PCB、连接器和光模块分别完成不同功能。CPO则开始压缩这些边界。当光引擎向ASIC靠近,硅光芯片、先进封装、高频PCB、光纤耦合以及散热结构之间需要更早开展联合设计,单一环节独立优化的空间逐渐缩小。

这种变化意味着PCB供应商参与项目的时间可能继续前移。过去更多按照Gerber和叠层要求完成制造,未来高端项目则需要围绕材料、阻抗、过孔、叠层和散热进行工程协同。从样板验证、小批量试产到批量生产,客户关注的不只是PCB能否加工,而是不同批次的电气性能能否保持一致。

这种供应链协同也会向其他高端产业扩散。智能汽车中央计算平台需要高速以太网和HDI,机器人需要AI计算板、FPC与刚挠结合板,低空飞行器需要轻量化高速互连,半导体设备本身也需要高多层、高可靠控制系统。AI算力首先突破的PCB技术边界,可能逐步成为其他先进电子设备的能力基础。


高端制造能力跃迁:PCB与PCBA开始形成完整交付链

CPO进入工程化阶段后,对PCB企业而言,更现实的变化并不是所有厂商都直接进入CPO核心供应链,而是高频高速制造标准会沿AI基础设施产业链逐级扩散。交换机、服务器、光模块、电源和控制系统都会提高对材料、阻抗、HDI以及批量一致性的要求。

对于聚多邦而言,对应的制造能力可以落在高多层HDI、mSAP 0.075mm级超细线路、±5%差分阻抗控制以及高频高速材料加工等方向,同时通过PCB+SMT+PCBA一站式交付,将制板与高密度SMT贴装进一步衔接。针对复杂高速板,通过IQC→SPI→AOI→X-Ray等环节建立连续品质控制,也有助于降低从工程验证进入批量阶段后的制造波动。

从800G、1.6T光模块到200G/lane CPO,光通信产业正在经历的不只是传输速率升级,而是互连架构本身的变化。当光引擎越来越靠近计算和交换芯片,PCB的价值也从“连接器件”转向承载高速信号、电源和热管理协同的系统平台。

这一趋势进一步说明,AI算力基础设施下一阶段竞争的核心,正在从单颗GPU性能转向整个系统的互连效率。CPO进入量产只是其中一个节点,其背后真正值得PCB行业关注的,是高速互连持续逼近物理极限之后,高频材料、精密线路、高多层制造和先进封装之间正在形成新的产业边界。


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