Coherent PhotonLink集成光学平台深度拆解：CPO、NPO与芯片到芯片互连的系统级方案

2026年9月21日，欧洲光通信大会ECOC 2026在西班牙马拉加开幕当天，Coherent高意发布了一个被行业视为标志性事件的产品平台PhotonLink。这家累计出货超过3亿颗InP激光器、超过10亿颗InP与GaAs光电探测器的光子学厂商，将光源、整形、传输、接收四段光路径的完整技术组合整合为统一平台，直接面向共封装光学（CPO）、近封装光学（NPO）以及新兴的芯片到芯片光互联。

这则发布的分量在于，它把光通信产业的竞争从"单点器件"推向了"系统级平台"。AI数据中心的光互联正从可插拔光模块向芯片附近的光引擎迁移，产业链的竞争维度也随之改变：谁能提供从光子产生到光电转换的完整光学方案，谁就能在下一代AI基础设施中占据生态位。

图1：Coherent官网高功率VCSEL阵列实物图（Generate光源环节，金色基底规则排列发光单元阵列）

一、为什么光互联必须向芯片靠拢

AI系统的持续扩容，正在把数据搬运问题推到算力瓶颈的前台。大规模训练集群中，GPU与GPU之间、GPU与交换机之间的数据交换量随集群规模指数增长。传统的可插拔光模块安装在交换机面板上，高速电信号需要经过PCB上数十厘米的走线才能抵达交换芯片，长距离电互连带来高损耗、高功耗和信号完整性问题。

行业给出的解决方案是让光模块不断靠近芯片：从面板可插拔，到板载光学（OBO），到近封装光学（NPO），再到共封装光学（CPO）。CPO通过2.5D/3D先进封装将光引擎与交换ASIC或计算芯片集成在同一封装基板上，电信号传输距离压缩到毫米级，光信号从芯片附近直接发出。相比传统可插拔方案，CPO架构的功耗降低幅度在40%至60%之间，同时缩短延迟、提升带宽密度。

英伟达和博通相继发布CPO交换机产品后，业界普遍将2026年视为共封装光学的量产元年。市场研究机构Yole的预测显示，全球数据中心光电共封装市场规模有望从2024年的4600万美元增长至2030年的81亿美元，年复合增长率约137%。

但CPO对产业链提出了远比可插拔时代苛刻的要求。光引擎不再是独立的标准化模块，而是与交换芯片共同封装、共同设计、共同验证的系统组件。激光器、硅光子、微光学、特种光纤、探测器等器件需要在芯片封装的约束下协同工作，任何单一器件的性能短板都会放大为系统级的良率和可靠性问题。这正是PhotonLink平台出现的产业背景：当光互联进入芯片级，器件供应商必须升级为系统方案供应商。

二、PhotonLink平台架构：四段光路径的垂直整合

PhotonLink把完整的光学信号链拆分为四个功能段：Generate（产生）、Shape（整形）、Guide（导引）、Receive（接收），并将Coherent在材料、器件、组件、模块和系统层面的垂直整合能力注入每一段。

Generate（光子产生）。高性能光源为AI互联提供光功率。这一模块汇聚InP激光器与GaAs VCSEL（垂直腔面发射激光器）两大技术路线，面向CPO、NPO等高度集成光学架构进行生产优化。Coherent的InP激光器覆盖从CW连续波光源到高速调制激光器，其中专为CPO外置光源设计的超高功率CW激光器，通过专有设计和先进制造工艺实现高光谱稳定性、窄线宽和低相对强度噪声。VCSEL阵列则提供高密度并行光源，其2D微VCSEL阵列可实现单颗独立寻址、集成透镜、面向NPO/CPO倒装焊的发射端方案。

Shape（信号整形）。精密光学负责光信号的耦合与调节，同时保护激光器免受反射干扰；自研硅光子则承担调制和光电探测功能。Coherent在此环节提供球透镜、准直透镜、隔离器、硅光调制器等组件，其OptiFocus二合一耦合透镜设计简化外部激光源的装配流程并提供高耦合效率。硅光子作为调制平台，将电信号加载到光载波上，是CPO光引擎的核心功能单元。

Guide（光波导引）。特种光纤与微光学将光信号从光源引导至调制器、从光引擎引导至光纤连接器。Coherent的特种光纤产品线覆盖保偏光纤、模式匹配光纤和多芯光纤。其中模式匹配光纤通过几何与折射率分布设计改善与边耦合硅光的耦合效率；多芯光纤面向高密度AI数据中心方案，在单根光纤内承载多路并行通道。FlexConnect可拆卸光纤阵列连接器支持重复插拔、可互换性和无环氧光路，面向CPO装配与维护场景；OptiAlign高精度光纤阵列单元以自研V型槽配合定制光纤尺寸，满足高纤芯数和高精度间距控制。

Receive（信号接收）。光电探测器将光信号还原为电信号，是光链路的终点。Coherent的光电探测器累计出货量超过10亿颗，覆盖InP和GaAs两大材料体系，支持从短距并行到相干探测的多种速率等级。

四段功能组合在一起，Coherent将其整合为三类交付物：外部激光源（ELS）、精密光纤组件和光模块。客户可以根据自身架构选择单个组件或完整光学组件，从单一供应商获得从器件到组装测试的全链条支持。

图2：Coherent官网1.6T-DR8硅光收发器实物图（Shape/集成环节，硅光平台与光模块的工程形态）

三、CPO、NPO与芯片到芯片：三种架构的定位与技术差异

PhotonLink同时覆盖三条技术路线，理解这三条路线的差异是拆解平台价值的关键。

NPO（近封装光学）是过渡性架构，光引擎与交换芯片封装在同一基板或相邻位置，但未完全共封装，保持一定的可维护性。NPO功耗相比可插拔方案降低约30%至40%，技术难度低于CPO，被行业视为2026至2027年的放量窗口期。集微咨询的行业报告指出，NPO将率先放量，CPO随后接棒。

CPO（共封装光学）是终极目标架构，光引擎与交换ASIC或计算芯片通过2.5D/3D先进封装集成在同一基板或中介层上，电互连距离压缩至毫米级，可省去传统光模块中的DSP芯片，功耗降低50%至60%。CPO预计2026年下半年小规模量产，2027至2028年规模化爬坡。英伟达的MRM（微环调制器）方案和博通的CPO交换机方案是这一路线的代表性产品。

芯片到芯片互连是更前沿的方向。当单芯片集成度无法满足需求，光I/O直接连接到计算芯片之间，实现chip-to-chip的光通信。这一路线尚处于早期工程验证阶段，Coherent披露其已拥有超过5个芯片到芯片互连的客户合作项目。

三条路线的共同技术底座是：光源技术（InP/VCSEL）、硅光子平台、精密光学耦合、特种光纤和光电探测。PhotonLink的价值正在于用一个平台覆盖三种架构的光学共性需求，客户无论选择哪条路线，都可以复用Coherent的器件组合和集成能力。

四、产业卡位：垂直整合与规模制造的双重壁垒

PhotonLink的护城河来自两个维度：垂直整合的深度和规模制造的积累。

垂直整合方面，Coherent的业务从化合物半导体材料、InP激光器、GaAs VCSEL、硅光子、精密光学、特种光纤一直延伸到最终组装与测试，覆盖了光路径的全部环节。这种整合在CPO时代尤其关键，因为光引擎与芯片的共封装要求器件、光学、封装三者协同优化，供应商内部的信息闭环和工艺协同能显著缩短开发周期、提升良率。

规模制造方面，Coherent累计出货超过3亿颗InP激光器和超过10亿颗InP与GaAs光电探测器，在数据中心光互联领域建立了量产经验。为支撑PhotonLink产能爬坡，公司正在扩大6英寸InP晶圆和特种光纤的制造能力。6英寸InP产线是当前激光器晶圆制造的高阶配置，产能扩充直接决定了CPO外置光源的供给上限。

客户合作方面，Coherent披露其已拥有超过10个CPO客户合作项目、超过10个NPO客户合作项目，以及超过5个芯片到芯片互联合作项目，并为两种架构分别锁定了锚定客户和长期协议。PhotonLink平台的收入预计从2026年第四季度开始爬坡。这些数字表明，PhotonLink不是纸面平台，而是已进入客户工程验证和量产导入阶段的产品体系。

五、ECOC 2026同期展示：从3.2T收发器到6.4T NPO光引擎

PhotonLink发布同期，Coherent在ECOC 2026展示了支撑该平台的系列技术成果，这些展品勾勒出下一代AI光互联的规格方向。

3.2T收发器采用OSFP尺寸封装，内部集成双1.6T光路径，包含8个425G PAM4线侧光通道，采用Coherent差分EML和自研光电二极管，指向400G/lane的下一代光通道速率。

6.4T NPO光引擎是本次展示的高密度代表，集成硅光子、光纤贴装技术、ELSFP（外部激光源小尺寸可插拔）和Coherent激光技术，面向AI Scale-Up和Scale-Out网络架构，体现垂直整合在关键光学接口上的性能优势。

VCSEL基光学方案展示了高密度2D VCSEL与光电二极管阵列，面向CPO/NPO低延迟互连的并行光架构。此外，LS200全C波段可插拔光线路系统和POLS方案面向数据中心互连（DCI）与Scale-Across场景，支持800G ZR/ZR+数字相干光学，单纤对承载32个DWDM波长、合计25.6Tbps传输容量，覆盖2至200公里链路。

配套组件方面，FlexConnect可拆卸光纤阵列连接器、OptiAlign高精度光纤阵列单元、OptiPolar Array X多通道偏振分束器阵列等产品，分别解决CPO装配维护、光纤对准和偏振管理的工程痛点。热管理方面，Coherent展示的Thermadite材料和金刚石基解决方案，对应AI基础设施功率密度上升带来的散热需求。

图3：Coherent官网高速光电探测器实物图（Receive接收环节，InGaAs探测器模块形态）

六、对产业链与技术路线的意义

PhotonLink的发布对光通信产业链有四个层面的影响。

第一，竞争维度从器件转向系统。过去光模块厂商比拼的是单一器件或模块的速率、功耗和成本。PhotonLink模式表明，CPO时代的竞争是完整光学方案能力的竞争，激光器、硅光、光纤、探测器、精密组装和测试的一体化能力成为分水岭。纯组件供应商如果不向系统方案延伸，将在CPO客户的选择中逐渐边缘化。

第二，激光光源的战略地位上升。CPO架构普遍采用外置光源（ELS）方案，激光器从光模块内部移到外部独立组件，其可靠性和可维护性要求大幅提升。超高功率CW激光器、窄线宽、低噪声成为核心指标，InP产能成为产业链的关键约束环节。Coherent扩产6英寸InP的举措，反映的正是这一环节的战略价值。

第三，硅光子平台成为互操作核心。无论CPO、NPO还是芯片到芯片，硅光调制器和光电探测器都是光引擎的功能核心。硅光工艺平台的成熟度、与激光器的耦合效率、与CMOS工艺的兼容性，决定了光引擎的性能上限。硅光正从可选技术路线变为必选基础设施。

第四，特种光纤和光学组件的价值重估。CPO的高密度I/O需要模式匹配光纤、多芯光纤、高精度光纤阵列和可拆卸连接器，这些过去被视为辅材的环节，在芯片级光互连中成为决定系统良率和可维护性的关键组件。

七、产业格局与未来演进

从更宽的视野看，光互联技术的演进路径已经清晰：可插拔光模块、LPO（线性可插拔光学）、NPO、CPO、再到芯片到芯片光I/O。每一步都把光连接推向离计算硅更近的位置，每一次迁移都在重构产业链的价值分布。

海外市场，Coherent凭借PhotonLink平台在光源和光学组件端卡位；博通在CPO交换芯片和硅光引擎端布局；英伟达通过MRM微环调制器方案推动CPO在自有系统内落地；康宁在玻璃基光波导和特种光纤端提供配套；Lumentum等厂商在激光器端形成竞争。产业链呈现平台化、生态化竞争的特征，头部厂商通过垂直整合构建系统级壁垒。

国内市场，光通信产业链在光模块制造端具备全球竞争力，1.6T光模块已进入规模部署，3.2T产品在CIOE 2026集中亮相。但在上游光芯片、激光器、硅光工艺和特种光纤环节，国产化率仍有提升空间。CPO时代的到来，对国产光芯片和硅光平台提出了更高的要求，也提供了从器件供应商向系统方案供应商升级的窗口期。

未来2至3年，CPO将从量产元年走向规模爬坡，NPO在过渡期承担放量主力，芯片到芯片光互联在先进封装和高密度互连需求驱动下逐步成熟。光通信产业的价值重心，将沿着"模块制造"向"光芯片与光源"再向"系统级光互联方案"迁移。对于产业链参与者而言，能否在光源、硅光、光学组件和系统集成能力上形成闭环，将决定其在下一代AI基础设施中的生态位。

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张星河

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