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铜互连还是光互连?共封装(Co-package)说:我都要!

摘要:共封装技术下,铜互连和光互连有着怎样的差异,光进铜退还是光铜并进,光与铜应用边界在哪。近期,CPC再度成为行业热点,因此ICC讯石与高速互连技术领导者立讯技术高层进行深入交流,并进行了视频访谈。本次采访以五个问题来阐述CPC在数据中心互联的意义。

  ICC讯 伴随着AI算力集群规模持续扩大,高性能计算对高密度、低时延、低功耗的互联技术提出更高要求,以AOC、光模块为代表的光互连和DAC、AEC为代表的铜互连在数据中心场景取得了广泛的商业应用和规模部署。为了突破互连更高速率以及下一代448G Serdes瓶颈,业界提出共采用封装(Co-package)的形式,将核心芯片以2.5D或3D先进封装实现一体化,为此出现了CPO光互连和CPC铜互连两种方式。

  CPO已经被业界广泛讨论,而CPC(共封装铜互连)技术也是是当前数据中心和AI算力领域的热点,它通过在芯片封装内直接集成高速铜缆连接器,因其在短距离、高带宽场景下的成本效益和性能优势,为短距离、高带宽场景提供了高性能、低成本的互连解决方案,正成为AI数据中心和算力集群互连中备受关注的新兴技术。

  共封装技术,铜互连和光互连的差异

  CPC处在什么样的AI数据中心市场趋势,如何推动算力集群互连技术以及Serdes速率的演进。近期,ICC讯石与高速互连技术领导者立讯技术高层进行深入交流,并进行了视频访谈。本次采访以五个问题来阐述CPC在数据中心互联的意义。

  光电有约对话立讯技术

  问题1:CPC技术如何满足AI算力爆发对数据中心内部互联的极限要求?其市场增长潜力和规模如何?

  立讯观点:当前AI大模型参数向万亿级迈进,AI训练和推理所需计算密度呈几何级数增长,对服务器内部和服务器间的互连带宽和能效提出了极限要求。头部云厂商和AI企业计划的AI集群规模在2025-2026年较2023年预计提升3-5倍,单集群GPU数量向十万卡级迈进。CPC技术通过消除PCB走线,直接使用高性能铜缆连接,能有效规避传统互联技术在224Gbps及以上速率面临的信号完整性挑战,为下一代高速互连提供了可行路径。据预测,2025年AI服务器中CPC技术的渗透率可能达到30%(对应市场规模约20亿美元),到2027年有望超过50%(50亿美元),2030年突破80%(120亿美元),期间复合年增长率预计可达35%。

  问题2:在AI数据中心“光进铜退”的趋势下,CPC为何能在短距传输中成为重要选择?它如何与光互连技术协同?

  立讯观点:数据中心领域,机柜外部的长距离互联以光为主,机柜内部则以铜为主。CPC技术正是针对机柜内部短距离(通常低于2米)、高带宽场景的优化解决方案。与CPO(共封装光学)技术相比,CPC无需光电转换,具有成本低、延迟小、维护方式与现有铜缆生态兼容的特点。CPC技术并非要完全取代光互连,而是与可插拔光模块配套使用,能够显著延长可插拔光模块的生命周期,缓解CPO的迫切性,共同构建高效的数据中心互联生态。

  问题3:相比传统AOC/DAC铜缆及CPO技术,CPC在GPU集群互连中有哪些核心优势?

  立讯观点:CPC技术与传统AOC(有源光缆)、DAC(直连铜缆)、ACC(有源铜缆)、AEC(有源电缆)等方案的最大区别在于,它将高速连接器与芯片基板直接集成,消除了PCB走线损耗,并通过铜缆实现外部互联。其核心优势包括:卓越的信号完整性(大幅降低信号损耗和反射)、高密度与低串扰、成本效益(相较于CPO所需的光电转换模块和复杂封装,铜互连技术更为成熟且成本更低)、易于维护与可靠性(支持标准化插拔更换,解决了CPO中光引擎“不可维修”的核心痛点)、以及与液冷等先进散热方案兼容。

  问题4:CPC技术如何改变数据中心内部互连架构?其对PCB产业提出了哪些新要求?

  立讯观点:CPC技术通过架构创新,让高速信号“一出芯片就上线缆”,彻底跳过了传统的PCB走线环节。这一变化虽然减少了对长距离、高性能PCB走线的依赖,但对PCB本身提出了更高的“极限要求”,例如需要激光分板技术配合。这意味着PCB产业需要提升其加工精度和应对高速信号边缘需求的能力,以适应新的技术架构。

  问题5:从当前224Gbps向未来448Gbps迈进,CPC技术面临哪些信号完整性挑战?又将如何推动互连标准演进?

  立讯观点:随着AI芯片迭代,传输速率快速向224Gbps乃至448Gbps演进。高频信号(≥112Gbps)在铜缆中易出现衰减和串扰问题。为解决这些信号完整性挑战,CPC技术采用了诸如差分对屏蔽(每对信号线包裹独立金属屏蔽层)和先进的均衡算法(如CTLE连续时间线性均衡和DFE判决反馈均衡)来补偿损耗。这些技术进步将为未来更高速率的互连标准(如448Gbps)提供可行路径,并可能推动相关行业标准的形成和完善。

  从以上观点可以看出,CPC和CPO尽管延续铜缆和光纤在短距离传输场景的竞争,但更有意义的是,面对速率提升、密度提高、功耗降低和时延缩小的需求,业界采用先进封装(这里指共封装)来突破技术的瓶颈,铜缆和光学尽是根据各自的技术特征和适用场景所做出的不同选择。伴随着AI大模型训练和推理对高性能计算需求持续膨胀,无论是共封装铜互连和共封装光学都将迎来各自的价值机会。

  立讯技术Koolio产品线 赋能CPC铜互连创新

  ICC讯石认为,电连接适用于短距离传输(如224G标准下可达5-8米),而光连接更适合长距离Scale-out需求。立讯技术采取以电连接为基础、光连接为补充的发展策略,例如推出光模块、CPO相关产品,而在铜连接领域,立讯技术持续创新,推出了CPC解决方案Koolio产品系列。

  立讯技术Koolio产品专为CPC应用而设计, 具有满足224G的出色性能且与国际厂商相比,Koolio率先实现了带宽测试达到90GHz+,是业界积极探索448G CPC的优选方案。基于Koolio的CPC在制造和部署阶段均提供了灵活性。它支持对故障进行独立诊断,能够区分ASIC/XPU本身的故障与连接侧的故障。

  同时,立讯技术的Koolio方案具有超高密度的设计, 在一个15x15mm的空间内能够扇出64个差分对, 224G单通道速率将达到 6.4T的带宽, 448G支撑12.8T的互联解决方案, 设计上则采用 “0 Stub”结构设计, 360度全包围的屏蔽设计, 串扰性能达到-60dB以下,也有望将的带宽提升到448G。

  Koolio CPC在制造工艺上,采用精焊工艺·整形成型+AOI智检的三位一体制程工艺路线,以微米级高速焊接技术,以高密模组组装技术,以磁力成型技术,构筑CPC解决方案高带宽通信的终极品质护城河。飞秒高效激光切割,微点超快激光焊接,智能机械臂的精密装配,AI精密检测关键制造工艺的无缝衔接,打造全方位柔性化技术方案,为AI双脑战略产品提供有力的保障。

  从112G迈向224G和448G,从铜互连演进至光电共生,立讯技术始终行走于高速互连创新的最前沿。立讯技术深信,只有紧密围绕客户场景需求,以开放生态为驱动力量,才能让每一字节数据在传输中更快、更稳、更“绿色”。未来,立讯技术将继续深耕CPC和CPO技术矩阵,携手全球合作伙伴共拓智能时代的无限连接可能。

内容来自:讯石光通讯网
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