风向有变！ChatGPT屡现宕机，又一板块成新宠

随着全球互联网巨头以ChatGPT以代表的AI大战持续升级，基于AI的高算力需求将指数级增长，低功耗、高号密度、高集成度的CPO光器件有望快速放量。

近日来，火爆的ChatGPT因访问量激增而屡次宕机，引发资金转向追逐以CPO为代表的算力板块。

▶ 2月7日，ChatGPT首页提示“当前需求异常高，我们正调节系统，请稍等。”官网表示，许多人在“最近一小时内蜂拥而至我们的网站，但我们的（网络）资源是有限制的。”

▶ 2月9日，ChatGPT官方网站无法登陆。根据页面息显示，目前其官网“已经满负荷”。

分析公司Similarweb的数据表明，1月期间，ChatGPT平均每天大约有1300万独立访客，这一数据是2022年12月的两倍之多。

ChatGPT的持续火爆，引发全球科技巨头进入进一轮AI大战。基于AI的高算力场景，基础设施包括硬件设备相关最明显的一个变化是算力大幅增长后，相关能耗和成本也会大幅提升。

来源广发证券

AI对于算力最大的挑战依然来自于核心数据中心的模型训练，算法模型的复杂度指数级增长使算力不断逼近极限。在2010年之前训练所需的算力增长符合摩尔定律，大约每20个月翻一番。自2010年代初深度学习问世以来，训练所需的算力快速增长，大约每6个月翻一番。2015年末，训练算力的需求提高了10到100倍。

数据中心是算力的载体，现阶段我们不管是蓬勃发展的数字经济还是人工智能，都离不开算力，都离不开数据中心。

但是，不管是人工智能还是数据算力，数据中心的耗电问题，却无法忽视。

此前，英伟达的Craig Thompson提出AI所需的网络连接带宽将增加32倍、连接容量与目前相比增加100倍。为此需要新的激光器和调制器设计，这时候，就有一项技术CPO被认为是提供庞大、高效的连接的关键途径，并且CPO方案可能将功耗降低50%。

什么是CPO？

CPO（共封装光学）是将网络交换芯片和光模块（光引擎）进行“封装”的技术，用来替代目前的热插拔式光组件。

目前热插拔式光模块可在线插入/拔出，方便后期的维护。但随着号速率的提升，可插拔方案的问题开始凸显。传输光号的光纤和光模块连接，然后通过SerDes通道将数据送到网络交换芯片。数据从交换芯片搬运到光模块，传输距离远则需要消耗更多的能量。

传统热插拔式电源系统

传统交换机的光模块在前端面板，距离交换机 ASIC 较远，由此产生的物理效率损耗逐渐成为交换机速率进一步提升的瓶颈，传统交换机速率达到51.2T 以上时将迎来功耗墙。

共同封装光组件（CPO）交换机将交换机芯片（或 XPU）ASIC 和光引擎共同封装在同一基板上，光引擎的位置尽量靠近ASIC，以最大程度地减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，从而可以使用速度更快、功耗更低的片外 I/O 驱动器，功耗墙问题迎刃而解。CPO 已经成为业界的替代封装方案。

CPO 封装方案示例

CPO技术下的光器件具有低功耗、高号密度、高集成度的特点

（1）CPO技术把硅光模块和CMOS芯片集成到同一个封装内之后，交换机和光学器件之间的电气通道大大缩短，光模块和CMOS芯片之间的号耗损相比PCB板来说要改善不少，可以降低功耗。根据Ayar Labs数据，以32×100Gbps为例，现在所使用的交换机功耗436W，而CPO交换机通过共同封装大幅度缩短电连接，功耗仅230W；

（2）在大规模量产形成规模效应后，高级封装有望带来成本上的改善；

（3）CPO使大体积的可插拔模块被简单的光纤配线架所取代，整体系统集成度提升，尺寸减小。

CPO最近的发展也可以应用到多个技术领域，包括激光器、选择性波长检测和数据存储等。

早在2020年，包括亚马逊AWS、微软、Meta、谷歌等云计算巨头，思科、博通、Marvell、IBM、英特尔、英伟达、AMD、台积电、格芯、Ranovus等网络设备龙头及芯片龙头，均在前瞻性地布局CPO相关技术及产品，并已经推进CPO标准化工作。

根据光通行业市场调研机构LightCounting预测，按照端口数量统计，CPO的发货量将从2023年的5万件增加到2027年的450万件，以800G和1.6T CPO为主。

这是一个怎么样的概念呢？五年复合增长率呈几何级指数暴增！

有哪些代表公司？

国盛证券研报指出，高算力场景下，交换机/光模块等设备和器件，基于功耗和成本等考虑，可能会发生结构性的变化。通过新技术、CPO（光电共封装）、硅光、耦合、液冷散热等共同达到【高算力但非高功耗】的目标。

目前海外包括Nvidia、Cisco、Intel、Broadcom等都在储备或采购相关设备，已部分应用于超算等市场，未来FANG等大厂加速切换至AI投入，相关解决方案渗透率可能大幅上行。

相关供应商仍少，因为属于新兴产品，国内代表性公司天孚通，以及其他陆续有布局的中际旭创、新易盛、光创联等。

国联证券分析称，从可插拔光模块到CPO器件的转换是一个巨大的挑战，会颠覆现有的IDC网络建设运维规则。LightCounting认为未来5年出货的大部分CPO端口将部署在HPC和AI集群中，而不是大型数据中心的计算节点中。可插拔光模块将在未来5年内继续主导市场，但是CPO器件使用率会稳定增长，到2027年CPO端口将占800G和1.6T端口总数的近30%。

建议关注国内光模块行业领先企业中际旭创、新易盛、华工科技、光库科技、光迅科技、博创科技、天孚通、剑桥科技等。

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