Der explosive Anstieg der Nachfrage nach Rechenleistung in der Künstlichen Intelligenz (KI) treibt die interne Interkonnektivitätsbandbreite in Rechenzentren von 800 Gbit/s auf 1,6 Tbit/s und 3,2 Tbit/s voran. Traditionelle steckbare optische Module nähern sich bereits in Bezug auf die Leistungsaufnahme und die Signalintegrität den physikalischen Grenzen. Daher sind neue Technologien wie NPO (Near - Package Optics, Nah - Packungsoptik) und CPO (Co - Packaged Optics, gemeinsame Packungsoptik) entstanden. Als zwei zukünftige Technologierouten für die optische Interkonnektivität haben sie die Weltbranche stark interessiert.
Der am 17. März von der Yole Group veröffentlichte Bericht "Photonics Packaging Heads Toward a $14.4 Billion Market by 2031" prognostiziert, dass der globale Markt für photonische Verpackungen aufgrund der starken Nachfrage aus KI - Rechenzentren und Hochleistungsrechnern (HPC) strukturell wachsen wird. Es wird erwartet, dass der Markt von rund 4,5 Milliarden US - Dollar im Jahr 2025 mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von über 21 % (Compound Annual Growth Rate, CAGR) bis 2031 auf 14,4 Milliarden US - Dollar ansteigen wird, was einer Verdreifachung des Marktes in sechs Jahren entspricht.
NPO und CPO haben die gleiche technologische Herkunft, aber unterschiedliche Wege
Sowohl NPO als auch CPO sind Produkte der Weiterentwicklung der optischen Interkonnektivität hin zu höherer Integration. Sie ersetzen sich nicht einfach gegenseitig, sondern repräsentieren verschiedene Stadien der technologischen Entwicklung.
CPO (Co - Packaged Optics, gemeinsame Packungsoptik) wird von der Branche als die "ultimative Lösung" angesehen. Der Kern besteht darin, dass der optische Motor, der für die optoelektrische Konvertierung zuständig ist, und der ASIC - Chip des Switches mithilfe von 2,5D/3D - Advanced - Packaging - Technologien auf derselben Platine oder Zwischenschicht integriert werden. Dadurch wird die elektrische Signalübertragungsstrecke, die in der traditionellen steckbaren Lösung über 100 Millimeter beträgt, auf Millimeter reduziert. Diese Architektur beseitigt vollständig die Signalverluste, die durch die Leiterbahnen auf der Leiterplatte verursacht werden, und ermöglicht die Einsparung des DSP - Chips mit hoher Leistungsaufnahme. Die Leistungsaufnahme wird im Vergleich zur traditionellen Lösung um 30 % bis 50 % reduziert, und gleichzeitig wird eine ultraschnelle Verzögerung im Nanosekundenbereich und eine Bandbreitendichte von 3,2 Tbit/s pro Kanal erreicht.
Die Umsetzung der CPO - Technologie steht jedoch vor mehreren Herausforderungen: Es ist erforderlich, Siliziumphotonische Bauelemente wie Mikroringmodulatoren (MRM) oder Mach - Zehnder - Modulatoren (MZM) in einem 3 - nm - Prozess zu integrieren, und es besteht eine starke Abhängigkeit von fortschrittlichen Packaging - Plattformen wie der COUPE von TSMC. Die technische Komplexität ist hoch, die Produktionsausbeute ist niedrig, und es gibt keine einheitlichen Branchenstandards, was die Kompatibilität zwischen verschiedenen Herstellern beeinträchtigt. Zuvor befürchtete die Branche allgemein die Wartbarkeitsprobleme von CPO. Aber die von Meta auf der Optischen Kommunikationskonferenz 2026 (OFC 2026) veröffentlichten Zuverlässigkeitsdaten für das skalierbare Switch - System zeigten ein anderes Ergebnis: Die getesteten CPO - Optiktransceiver sind zuverlässiger als traditionelle steckbare Produkte, kompakter im Aufbau, kleiner in der Größe und verbrauchen weniger Energie. Diese Entdeckung widerspricht wirksam den frühen Bedenken.
NPO (Near - Package Optics, Nah - Packungsoptik) ist eine "pragmatische Übergangslösung", die sowohl die Leistung als auch die Branchenrealität berücksichtigt. Sie behält die Design des optischen Motors als unabhängige Einheit bei und verkürzt die elektrische Signalstrecke nur durch die Montage des optischen Motors in der Nähe des ASIC - Chips auf der Switch - Motherboard auf Zentimeter. Dadurch wird der Einfügedämpfung erheblich reduziert, und gleichzeitig wird die Austauschbarkeit und Wartbarkeit des optischen Motors gewährleistet. Da die Herstellungstechnologie der bestehenden optischen Modultechnologie ähnelt, ist keine fortschrittliche Chip - Packaging - Fähigkeit erforderlich, und es ist möglich, den Switch - Chip und den optischen Motor getrennt zu entwerfen. NPO ist daher für die Bildung einer reifen Ökosystem mit der Zusammenarbeit von mehreren Herstellern vorteilhaft und wird von den führenden Herstellern als bevorzugte Zwischenlösung vor der Massenmarkteinführung von CPO gewählt.
NPO setzt zuerst ein, CPO steht kurz vor dem Durchbruch
Die Unterschiede in den Technologierouten bestimmen direkt die Geschwindigkeit des kommerziellen Fortschritts und die Differenzierung des Marktaufbaus. Derzeit ist NPO in eine Phase des schnellen Wachstums eingetreten, während CPO sich noch in der Anfangsphase befindet, aber ein erstaunliches Wachstum aufweist.
Der NPO - Markt ist in eine Phase des schnellen Wachstums eingetreten, und die Massenmarkteinführung hat im Jahr 2026 offiziell begonnen. Laut Daten von DataIntelo wird der globale Markt für Nah - Packungsoptik im Jahr 2025 auf 3,8 Milliarden US - Dollar geschätzt. Es wird erwartet, dass er von 2026 bis 2034 mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 19,3 % ansteigen wird und bis 2034 auf 18,6 Milliarden US - Dollar erreichen wird.
Nordamerika ist die führende Region auf dem globalen Markt für Nah - Packungsoptik. Das Einkommen in diesem Bereich erreichte im Jahr 2025 1,38 Milliarden US - Dollar, was etwa 36,2 % des gesamten Einkommens entspricht. Die Führungsrolle dieser Region ist auf die Konzentration von Super - Cloud - Provider zurückzuführen, einschließlich der drei weltweit größten Anbieter von öffentlichen Cloud - Diensten. Diese Anbieter betreiben gemeinsam Hunderte von Rechenzentren in den Vereinigten Staaten, Kanada und Mexiko. Silicon Valley und Nord - Virginia sind insbesondere die Hauptzentren für die Clusterbereitstellung von KI - Beschleunigern, und die NPO - Technologie wird hier zuerst und am aktivsten eingesetzt. Es wird erwartet, dass Nordamerika bis 2034 die führende Position beibehalten wird, und das durchschnittliche jährliche Wachstum in der Prognoseperiode beträgt
18,7 %. Dies ist auf die kontinuierlichen Reinvestitionen von Cloud - und Unternehmensanbietern in die Infrastruktur der nächsten Generation von Rechenzentren zurückzuführen. Asiens Pazifik - Region war im Jahr 2025 der zweitgrößte regionale Markt und machte etwa 31,5 % des globalen Einkommens aus. Es wird erwartet, dass sie bis 2034 das schnellste regionale Wachstum von 21,4 % erzielen wird. Im Jahr 2025 machte Europa etwa
22,4 % des globalen Marktes für Nah - Packungsoptik aus, und es wird erwartet, dass das durchschnittliche jährliche Wachstum bis 2034
17,8 % betragen wird. Deutschland, Großbritannien, Frankreich und die Niederlande nehmen zusammen den größten Anteil der europäischen Nachfrage ein, was auf die signifikanten Ko - Locationen und Super - Rechenzentren in Frankfurt, London, Amsterdam, Paris und Dublin zurückzuführen ist.
Der CPO - Markt befindet sich noch in der Anfangsphase, aber das Wachstum ist erstaunlich. Die Yole Group prognostiziert, dass bis 2031 allein die Transceiver einen Bedarf an photonischen Verpackungen von 8 Milliarden US - Dollar verursachen werden, und der von CPO getriebene Bedarf wird von nahezu Null auf etwa 5 Milliarden US - Dollar steigen. LightCounting prognostiziert, dass der CPO - Markt, einschließlich der Scale - up - und Scale - out - Szenarien, im Jahr 2030 ein Volumen von 10 Milliarden US - Dollar erreichen könnte. Coherent (COHR.US) hat auf der OFC - Konferenz die Prognose auf 15 Milliarden US - Dollar angehoben.
Globale Herstellerstrategien: Chinesische Hersteller führen in NPO an, internationale Giganten setzen auf CPO
Globale Technologiehersteller haben auf der Grundlage ihrer technologischen Akkumulation und Marktorientierung unterschiedliche Strategien für die beiden Technologierouten entwickelt. Chinesische Hersteller haben in der NPO - Branche einen deutlichen Vorsprung erzielt, während internationale Chip - Giganten die technologische Entwicklung von CPO leiten.
NPO: Chinesische Hersteller erhalten große Aufträge, technologische Durchbrüche werden kontinuierlich umgesetzt
Am 7. April 2026 hat
Google offiziell einen Auftrag für 12 Millionen NPO - Optikmodule in Höhe von etwa 12 bis 15 Milliarden Yuan erteilt. Diese Module sind speziell für die Interkonnektivität zwischen den Chips der Scale - up - Schicht in seinem nächsten Generation TPUv7/v8/v9 - Supercomputer - Cluster bestimmt. Die beiden chinesischen Marktführer Zhongji Xuchuang und New Fiberhome Technologies haben jeweils 60 % und 40 % des Auftrags erhalten und somit alle Aufträge erworben.
Noch früher haben chinesische Hersteller bereits mehrere technologische Durchbrüche erzielt.
Am 2. März 2026 hat
Huagong Zhengyuan, ein Kern - Unternehmen der chinesischen Optoelektronikindustrie Huagong Technology, das weltweit erste 3,2 - Tbit/s - NPO (Nah - Packungsoptik) - Produkt entwickelt und es bereits erfolgreich bei einem branchenführenden Kunden eingesetzt. Dieser 3,2 - Tbit/s - NPO - Optikmotor verwendet Siliziumphotonik - und Packaging - Technologien und erreicht eine Übertragungsrate von 3,2 Tbit/s (integriert 32 Kanäle mit 100 Gbit/s). Das System verwendet keine traditionellen DSP - Chips, sondern eine lineare Direktantriebstechnologie. Derzeit wird es bereits bei einigen Kunden eingesetzt, und es ist geplant, es im Jahr 2026 auf einem größeren Maßstab zu implementieren.
Accelink Technologies hat auf der OFC 2026 das weltweit erste 3,2 - Tbit/s - Siliziumphotonik - Einmoden - NPO - Modul vorgestellt. Das Produkt wurde bereits vor einigen Monaten zur Testung zugeschickt. Besonders bemerkenswert ist, dass Accelink Technologies in derselben Zeit die vollständige Systemvalidierung für das 3,2 - Tbit/s - NPO - System bei einem chinesischen Top - CSP abgeschlossen hat und somit der erste Hersteller von Optikmodulen weltweit ist, der diesen Durchbruch erzielt hat. Dies markiert den Übergang dieser Technologie von der Laborphase zur massiven industriellen Umsetzung.
Haiguangxin hat auf der OFC 2026 die 6,4 - Tbit/s - NPO - Siliziumphotonik - Optikmotor - Technologie vorgestellt. Durch die Siliziumphotonik - Advanced - Packaging - Technologie werden der EIC und der PIC gestapelt, um die Größe des Motors zu reduzieren und die elektrische Signalstrecke zu verkürzen. Dieser Optikmotor hat eine Spezifikation von 16x200 - Gbit/s - Transceiver - Chips und eine Querabmessung von weniger als 8 mm. Er kann in den Bereichen von 3,2 - Tbit/s/6,4 - Tbit/s - NPO, OSFP - XD - PCIe und XPO sowie anderen hochdichten optischen Interkonnektivitätsprodukten eingesetzt werden.
CPO: Chip - Giganten leiten die Entwicklung an, chinesische Hersteller beschleunigen den Anschluss
Nvidia ist der aktivste Förderer der CPO - Technologie. Auf der GTC - Konferenz 2025 hat Nvidia die Siliziumphotonik - Co - Packaging - Chips Quantum - X (IB - Netzwerk) und Spectrum - X (Ethernet) sowie drei Switch - Produkte vorgestellt. Es hat die Technologieroute des Mikroringmodulators (MRM) gewählt und eng mit TSMC an der Entwicklung eines 3D - Stacked - Siliziumphotonik - Optikmotors zusammengearbeitet. Es plant, das InfiniBand - CPO - System im ersten Halbjahr 2026 auszuliefern und die Ethernet - CPO - Produkte im zweiten Halbjahr zu deployen. Gleichzeitig plant es, CPO sowohl auf der Switch - Seite als auch auf der GPU - Seite zu implementieren, um schließlich eine optische Verbindung zwischen der GPU und dem NVSwitch - Chip herzustellen.
Broadcom hat im März 2024 das weltweit erste 51,2 - Tbit/s - CPO - Ethernet - Switch Bailly ausgeliefert. Es integriert acht 6,4 - Tbit/s - Optikmotoren mit dem Tomahawk5 - Chip und behauptet, dass es die Leistungsaufnahme um 70 % reduzieren kann. Technologisch hat es die Route des Mach - Zehnder - Modulators (MZM) gewählt und gleichzeitig die MRM - Technologie entwickelt. Seine CPO - Produktionslinie wird im zweiten Halbjahr 2026 in die kritische Massenproduktionsphase eintreten, und es wird erwartet, dass die monatliche Produktionskapazität im vierten Quartal auf tausend Einheiten steigen wird. Wenn die Kundenentwicklung glatt verläuft, wird die monatliche Produktion im ersten Quartal 2027 auf zehntausend Einheiten steigen.
Chinesische Hersteller setzen sich auch aktiv auf dem CPO - Sektor ein:
Ruijie Networks hat im Jahr 2022 einen 25,6 - Tbit/s - CPO - Switch vorgestellt und im September 2025 ein kommerzielles Interkonnektivitätsschema für einen 51,2 - Tbit/s - CPO - Switch basierend auf dem Broadcom Bailly - Chip demonstriert. H3C hat im Jahr 2023 weltweit den ersten CPO - Siliziumphotonik - Switch mit einer 51,2 - Tbit/s - Einzel - Chip - Kapazität und 64 800 - Gbit/s - Ports vorgestellt und insbesondere die Flüssigkeits - und Luftkühlung optimiert.
Es ist zu beachten, dass die Massenmarkteinführung von CPO noch viele praktische Probleme zu überwinden hat: Die Kosten eines einzelnen Optikmotors betragen bis zu 35.000 bis 40.000 US - Dollar, die hohe Dichte der Integration bringt eine schwere Kühlungschallenge mit sich, und es ist ein Flüssigkeitskühlungssystem erforderlich. Darüber hinaus sind der Optikmotor und der Hauptchip fest integriert, und wenn ein Fehler auftritt, muss die gesamte Platine ausgetauscht werden, was die Wartbarkeit und Flexibilität beeinträchtigt. Außerdem besteht zwischen dem Nvidia COUPE - Schema und dem Broadcom FOWLP - Schema kein Konsens über die Interoperabilität, und das Fehlen von Branchenstandards verzögert auch die Verbreitung von CPO.
Unterschiedliche Anwendungsgebiete: Verschiedene Wahlmöglichkeiten für Scale - up und Scale - out
Der Wettbewerb zwischen NPO und CPO ist kein Nullsummenspiel. Sie werden in verschiedenen Anwendungsgebieten und Zeiträumen komplementär zueinander sein und gemeinsam die Upgrade - Anforderungen von KI - Rechenleistungskluster unterstützen.
Betrachtet man die Anwendungsgebiete, so bestimmen die unterschiedlichen Anforderungen von Scale - up (GPU - Interkonnektivität innerhalb eines Racks) und Scale - out (Interkonnektivität zwischen Racks/Rechenzentren)