查看购物车
  • Traditional Chinese
  • English
  • Japanese
  • Korean
封面
市场调查报告书
商品编码
1858290

共封装光元件 (CPO) 在人工智慧资料中心的应用：十年市场与技术预测

Co-Packaged Optics in the AI Data Center: A Ten-Year Market and Technology Forecast
出版日期: | 出版商: Communications Industry Researchers (CIR) | 英文 | 订单完成后即时交付

价格
简介目录

共封装光元件 (CPO) 透过将光介面放置在靠近电晶片的位置，缩短高速电路径，从而消除频宽和延迟瓶颈，并实现高密度、低功耗的光纤架构。这提高了每个加速器的总频宽，并实现了低位元能耗。这与 CPO 目前所应用的人工智慧集群的经济和技术需求相契合。 CPO 技术目前尚未成熟，本报告中包含的预测描述了不同的标准和产品场景及其对不断发展的 CPO 市场的影响。

2020 年，CIR 率先发布了共封装光元件 (CPO) 市场报告。我们现在认为，到 2026 年，CPO 将成为全球人工智慧资料中心的主导互连技术。本报告建构了 CPO 转型路线图，并指出了能够创造商业价值的领域。本报告涵盖的主题包括：

  • CPO 产品、技术与标准演进的未来方向
  • 针对 AI 资料中心管理人员的 CPO 过渡指南（包括目前正在试行实施 CPO 的案例研究和公司简介）
  • 30 多家领先 CPO 公司的路线图，以及对它们如何定位自身与 AI 的相关性并将 CPO 主要重新定义为 AI 平台的分析。此外，也回顾了最值得关注的 CPO 新创公司及其竞争优势领域。
  • CPO 在机架内、机架间和 AI 资料中心连接的应用，以及由此产生的产品套件。

本 CIR 报告的主要目标是提供按应用程式、速度、技术、网路区段和资料中心类型分类的最新 CPO 预测。新的预测考虑了 AI 的兴起对 CPO 技术及其市场动态的影响。 CPO 现在预计将为扩展多机架 AI 丛集提供一条切实可行的途径。同时，包括人工智慧加速器供应商和系统整合商在内的主要人工智慧供应商正在设计CPO解决方案，并为2025-2026年的人工智慧资料中心部署做好准备。

目录

摘要整理

  • E.1 市场环境及影响市场状况
  • E.2 CPO的潜在优势
  • E.3 阻碍CPO蓬勃发展的不确定因素
    • E.3.1 人工智慧需要CPO吗？ CPO是否已为人工智慧做好准备？
  • E.4 人工智慧应用CPO市场技术/市场演变
    • E.4.1 冷却技术探索
    • E.4.2 CPO测试设备：CPO市场出现前的销售状况
    • E.4.3 其他技术问题
  • E.5 CPO为何可能成功－至少目前是如此
  • E.6 CPO市场预测摘要（2026-2034）

第一章 引言

  • 本报告背景
  • 本报告目标和范围
  • 本报告计划

第二章：CPO：不断发展的技术、组件与机会

  • 传统人工智慧资料中心中的CPO
  • 面向下一代人工智慧资料的CPO中心
    • CPO 数据速率
    • 热管理
    • 电气介面和频道损耗
    • 光介面
    • 整合策略、製造和 CPO
  • CPO 相关测试设备
  • 光引擎
  • CPO 光纤、连接器和耦合器
  • CPO 光纤解决方案
  • CPO 雷射器
    • 外部雷射与 ELSFP
    • 模组整合雷射器

第三章 CPO 标准及其影响

  • OIF 和共封装光元件的出现
    • 框架 IA (2022)
    • OIF 标准 3.2T CPO 模组
    • 外部雷射微型可插拔模组ELSP IA (2023)
    • CEI-112G/CEI-224G 电气接口
    • CPO 管理介面的 IA
    • 未来 CPO 类型的 IA
    • 遥测与管理
  • 中国 CPO 标准化
  • UCie 和 CPO
  • CPO 和超以太网
    • 超以太网
    • 先进光子学联盟

第四章 CPO 市场及预测

  • CPO 市场成长与规模的考量因素
  • 有机 CPO 流量成长对 CPO 需求的影响
    • 视讯教会资料中心什么：频宽和延迟
    • 以资料中心规模划分的 CPO 市场
  • CPO 和超大规模资料中心
    • 超大规模资料中心的演进
    • 2032 年 CPO 转折点预测
    • CPO 在交换器中的渗透
    • CPO 在资料伺服器中的渗透
    • 光纤和资料中心：CPO 对机架设计的影响
    • CPO 产品定价
  • CPO 与传统资料中心：展望
  • CPO 与边缘资料中心
    • 边缘 CPO
  • CPO 资料中心互连
    • CPO 在资料中心互连 (DCI) 中的作用
  • CPO 的非人工智慧应用
    • 高效能运算
    • CPO 对物联网的影响
    • CPO 与感测器
    • 分散式运算系统：CPO 的应用

第五章 最终使用者视角、策略与指导：是否仍有挑战需要克服？

  • 人工智慧夸大了CPO的重要性
  • 第一阶段：通往CPO之路－NPO、LPO和 "真正的" CPO
  • 近封装光学元件 (NPO)
    • 线性可插拔光学元件 (LPO)
  • 第二阶段：重建CPO基础设施：製程与组件的实际考量
    • 现成元件选项的可用性
    • CPO与铜与玻璃之争
    • 冷却、电源和永续性
    • ELSFP与CPO供应链
  • 第三阶段：试点计画、插拔测试和演示
    • 多供应商互通性测试
    • 超大规模资料中心内部测试
    • 厂商演示

第六章简介：供应商与产业影响者

  • AMD（美国）
    • Enosemi 收购
  • Ayar Labs（美国）
    • 产品演进
    • Alchip Technologies 与台积电的合作
    • Quantifi 与 Photonics 的合作
    • 与 HPE 的合作
    • Ayar 的 AI 基础设施
    • 资金和合作伙伴
  • 博通（美国）
    • 新兴 CPO 产品线
    • Billy Switch
    • 博通的长期 CPO 策略
  • Ciena/Nubis （美国）
    • Ciena 长期进军 CPO 市场的策略
  • 思科（美国）
  • 相干（美国）
    • CPO 产品演进
  • 康宁（美国）
  • 杜邦（美国）
  • 古河电机（日本）
  • Google（美国）
  • 恆通光电（中国）
  • 华为（中国）
    • 华为的 CPO 考量
  • IBM（美国）
    • IBM 2024-2025 年 CPO 相关创新
  • 英特尔（美国）
    • 首个双向运算互连
    • CPO 和多波长整合光器件
    • 英特尔的未来CPO
  • 京瓷（日本）
  • Lightmatter（美国）
  • Lumentum（美国）
    • CPO相关活动
  • Marvell（美国）
    • CPO与Marvell XPU架构
    • CPO与Marvell交换机
    • 收购Celestial AI
  • Meta/Facebook（美国）
  • 微软（美国）
  • Micas Networks（美国）
  • Molex（美国）
  • NVIDIA（美国）
    • 硅光子学：优势与架构
    • NVIDIA交换器系列
    • NVIDIA CPO交换器的新兴市场
  • POET Technologies（加拿大）
    • POET中介层
    • 与Semtech的光源合作Sivers Semiconductors
    • 近期与 Quantum Computing Inc. (QCI) 的合作
    • 面向人工智慧资料中心的 POET 产品
    • 製造工厂和海外子公司
  • Quantifi（纽西兰）
  • Ranovus（加拿大）
    • ODIN 光学引擎及其版本
    • 与 AMD 的合作
    • 与 IBM 的合作
    • DARPA、Cerebras Systems 和 Ranovus
    • 与 Jabil 的合作
  • SABIC（沙乌地阿拉伯）
    • EXTEM 树脂
    • ULTEM 树脂
  • Senko Advanced Components（美国）
    • 收购 Cudoform
  • Skorpios Technologies（美国）
    • Skorpios技术晶片
    • 应用
  • 住友电工（日本）
    • 外部雷射器
    • 玻璃上的电子集成
    • 用于CPO的光纤阵列互连
  • TE Con​​nectivity（美国）
    • TE通往CPO之路
  • Teramount（以色列）
  • 第三方收发器供应商和经销商，CPO的未来
  • CPO领域的新创公司、投资者和纯粹参与者
    • CPO新创公司的未来产品/技术重点

劳伦斯谈Gasman和CIR

本报告使用的首字母缩写和简称

简介目录

Co-packaged optics (CPO) addresses bandwidth and latency bottlenecks by moving optical interfaces close to the electrical die, shortening high-speed electrical paths and enabling denser, low-power optical fabrics. This results in higher aggregate bandwidth per accelerator and low energy/bit - thereby aligning with the economics and engineering needs of AI clusters, which is where CPO is currently being positioned . CPO technology is still immature at the present time and the forecasts contained in this report paint different standards and product scenarios and how they will impact the evolving CPO market

In 2020 CIR was the first analysis firm to publish a co-packaged optics (CPO) market report. We now think that by 2026, CPO will become a major interconnect technology in AI data centers throughout the world. In this report, we build a roadmap for the transition to CPO and show where business value will be created. Topics covered by this report include:

  • How CPO products, technology and standards will evolve in the future
  • CPO transition guidance for AI data center managers including case studies and profiles of CPO current trials
  • Roadmaps of 30+ key CPO firms and how they identify their roadmaps with AI and rebrand CPO as primarily an AI platform. Also, a review of the most exciting CPO startups and where these firms see their competitive advantage
  • CPO for on-rack, rack-to-rack and AI data center interconnection and the products that these applications inspire

A primary goal for this CIR report is to update CPO forecasts with breakouts by application, speed and technology, network segment and type of data center. Our new projections take into consideration how the rise of AI has impacted CPO technology and its market dynamics. CPO now promises a practical path to scaling multi-rack AI clusters. Meanwhile, major AI vendors, such as AI-accelerator suppliers and system integrators, are designing CPO solutions and positioning them for 2025-2026 deployments in AI data centers.

Table of Contents

Executive Summary

  • E.1 Market Environment and Situations Influencing the Market
  • E.2 Potential CPO Benefits
  • E.3 Uncertainties Preventing a CPO Boom
    • E.3.1 Does AI Need CPO and is CPO Ready for AI?
  • E.4 Technical/Market Evolution of the CPO Market for AI Applications
    • E.4.1 Adventures in Cooling
    • E.4.2 CPO Test Equipment: Sales Prior to the CPO Market
    • E.4.3 Other Technical Issues
  • E.5 Why CPO is Likely to Succeed - At Least for Now
  • E.6 Summary of CPO Market Forecasts 2026-2034

Chapter 1: Introduction

  • 1.1 Background to this Report
  • 1.2 Goals and Scope of this Report
  • 1.3 Plan of this Report

Chapter 2: Co-packaged Optics: A Technology, Components and Business Opportunity Evolving

  • 2.1 CPO in Traditional AI Data Centers
  • 2.2 CPO for Next-Gen AI Data Centers
    • 2.2.1 CPO Data Rates
    • 2.2.2 Thermal Management
    • 2.2.3 Electrical Interfaces and Channel Loss
    • 2.2.4 Optical Interfaces
    • 2.2.5 Integration Strategies, Manufacturing and CPO
  • 2.3 CPO-related Test Equipment
  • 2.4 Optical Engines
    • 2.4.1 The Broadcom and NVIDIA Approaches
  • 2.5 Fiber, Connector and Couplers for CPO
    • 2.5.1 Thoughts from Broadcom and NVIDIA
    • 2.5.2 Vertical Coupling
  • 2.6 Fiber Solutions for CPO
    • 2.6.1 Multi-core fibers and Fiber Pitch Reduction
    • 2.6.2 Reducing the Pitch
  • 2.7 Lasers for CPO
    • 2.7.1 External Lasers and ELSFP
    • 2.7.2 Module-integrated lasers

Chapter 3: CPO Standards and Implications

  • 3.1 OIF and the Emergence of Co-Packaged Optics
    • 3.1.1 Framework IA (2022)
    • 3.1.2 OIF standards 3.2T CPO Module
    • 3.1.3 External Laser Small Form Pluggable ELSP IA (2023)
    • 3.1.4 CEI-112G / CEI-224G Electrical Interfaces
    • 3.1.5 IAs for CPO Management Interfaces
    • 3.1.6 Future IAs of the CPO Kind
    • 3.1.7 Telemetry and Management
  • 3.2 CPO Standardization in China
  • 3.3 UCIe and CPO
  • 3.4 CPO and Ultra Ethernet
    • 3.4.1 Ultra Ethernet
    • 3.4.2 Advanced Photonics Coalition

Chapter 4: CPO Markets and Forecasts

  • 4.1 Thoughts on the Growth and Size of the CPO Market
  • 4.2 Organic Traffic Growth for CPO Impact on CPO Demand
    • 4.2.1 What Video Taught Data Centers: Bandwidth and Latency
    • 4.2.2 CPO Market by Size of Data Center
  • 4.3 CPO and Hyperscale Data Centers
    • 4.3.1 Hyperscale Data Center Evolution
    • 4.3.2 A CPO Inflection Point by 2032: A Forecast
    • 4.3.3 Penetration of CPO into Switches
    • 4.3.4 Penetration of CPO into Data Servers
    • 4.3.5 Impact on Fiber and Data Center Rack Design
    • 4.3.6 Pricing of CPO Products
  • 4.4 CPO and Conventional Data Centers: Prophesies
  • 4.5 CPO and Edge Data Centers
    • 4.5.1 CPO at the Edge
  • 4.6 CPO Data Center Interconnection
    • 4.6.1 Role of CPO in DCI
  • 4.7 Non-AI Applications for CPO
    • 4.7.1 High-Performance Computing
    • 4.7.2 CPO's Impact on IoT
    • 4.7.3 CPO and Sensors
    • 4.7.4 Disaggregated Compute Systems: Applications for CPO

Chapter 5: End-user Perspectives, Strategies and Guidance: Problems Still to Overcome ?

  • 5.1 AI Exaggerates the Importance of CPO!
  • 5.2 Stage One: The Path to CPO - NPO, LPO and "Real" CPO
  • 5.3 NPO (Near-packaged Optics)
    • 5.3.1 LPO (Linear Pluggable Optics)
  • 5.4 Stage Two: Rebuilding the Infrastructure for CPO: Practical Considerations for Processes and Components
    • 5.4.1 Availability of Commercial Component Choices
    • 5.4.2 CPO and the Old Copper vs. Glass Debate
    • 5.4.3 Cooling, Power and Sustainability
    • 5.4.4 ELSFP and the CPO Supply Chain
  • 5.5 Stage Three: Pilot Project, Plugfests and Demos
    • 5.5.1 Multivendor Plugfests
    • 5.5.2 Hyperscaler Internal Trials
    • 5.5.3 Vendor Demos

Chapter 6: Profiles: Suppliers and Influencers

  • 6.1 AMD (United States)
    • 6.1.1 Acquisition of Enosemi
  • 6.2 Ayar Labs (United States)
    • 6.2.1 Product Evolution
    • 6.2.2 Alchip Technologies/TSMC alliance
    • 6.2.3 Partnership with Quantifi Photonics
    • 6.2.4 Partnership with HPE
    • 6.2.5 Ayar the AI Infrastructure
    • 6.2.6 Financing and Collaborators
  • 6.3 Broadcom (United States)
    • 6.3.1 Emerging CPO Product Range
    • 6.3.2 The Bailly Switch
    • 6.3.3 Long-term CPO Strategy at Broadcom
  • 6.4 Ciena/Nubis (United States)
    • 6.4.1 Ciena's Long-term Participation in the CPO Market
  • 6.5 Cisco (United States)
  • 6.6 Coherent (United States)
    • 6.6.1 CPO Product Evolution
  • 6.7 Corning (United States)
  • 6.8 DuPont (United States)
  • 6.9 Furukawa Electric (Japan)
  • 6.10 Google (United States)
  • 6.11 Hengtong Optic-Electric (China)
  • 6.12 Huawei (China)
    • 6.12.1 Huawei Thinking on CPO
  • 6.13 IBM (United States)
    • 6.13.1 IBM CPO-related Innovations in 2024-2025
  • 6.14 Intel (United States)
    • 6.14.1 First Bi-Directional Compute Interconnect
    • 6.14.2 CPO and Multiwavelength Integrated Optics
    • 6.14.3 The Future of CPO at Intel
  • 6.15 Kyocera (Japan)
  • 6.16 Lightmatter (United States)
  • 6.17 Lumentum (United States)
    • 6.17.1 CPO Related Activity
  • 6.18 Marvell (United States)
    • 6.18.1 CPO and the Marvell XPU Architecture
    • 6.18.2 CPO and Marvell Switches
    • 6.18.3 Acquisition of Celestial AI
  • 6.19 Meta/Facebook (United States)
  • 6.20 Microsoft (United States)
  • 6.21 Micas Networks (United States)
  • 6.22 Molex (United States)
  • 6.23 NVIDIA (United States)
    • 6.23.1 Silicon Photonics: Strengths and Architectures
    • 6.23.2 The NVIDIA Switch Family
    • 6.23.3 Emerging Markets for NVIDIA CPO Switches
  • 6.24 POET Technologies (Canada)
    • 6.24.1 The POET Interposer
    • 6.24.2 Light Sources and Collaboration with Semtech and Sivers Semiconductors
    • 6.24.3 Recent Alliance with Quantum Computing Inc. (QCI)
    • 6.24.4 POET Products for AI Data Centers
    • 6.24.5 Manufacturing and Foreign Subsidiaries
  • 6.25 Quantifi (New Zealand)
  • 6.26 Ranovus (Canada)
    • 6.26.1 ODIN Optical Engine and its Versions
    • 6.26.2 Collaborations with AMD
    • 6.26.3 Collaborations with IBM
    • 6.26.4 DARPA, Cerebras Systems and Ranovus
    • 6.26.5 Alliance with Jabil
  • 6.27 SABIC (Saudi Arabia)
    • 6.27.1 EXTEM Resin
    • 6.27.2 ULTEM Resin
  • 6.28 Senko Advanced Components (United States)
    • 6.28.1 Acquisition of Cudoform
  • 6.29 Skorpios Technologies (United States)
    • 6.29.1 The Skorpios Technologies Chip
    • 6.29.2 Applications
  • 6.30 Sumitomo Electric (Japan)
    • 6.30.1 External Lasers
    • 6.30.2 Electronic Integration on Glass
    • 6.30.3 Fiber-array Interconnects for CPO
  • 6.31 TE Connectivity (United States)
    • 6.31.1 The TE Path to CPO
  • 6.32 Teramount (Israel)
  • 6.33 Third-party Transceiver Suppliers and Distributors and the Future of CPO
  • 6.34 Startups, Investors and Pure Players in CPO
    • 6.34.1 Product/Technology Focus of Future CPO Start-ups

About Lawrence Gasman and CIR

Acronyms and Abbreviations Used in this Report

List of Exhibits

  • Exhibit E-1: Summary of CPO Markets by Type of Data Center ($ Millions)
  • Exhibit 2-1: AI Data Center Switches Today
  • Exhibit 2-2: Thermal Management for Future CPO: Technology and Opportunities
  • Exhibit 2-3: Current Use of Silicon Photonics for CPO
  • Exhibit 2-4: CPO Testing Functionality
  • Exhibit 2-5: ELSFP: Possible Project Range
  • Exhibit 3-1: Future IAs of the CPO Kind
  • Exhibit 4-1: Types of AI Data Centers in 2025
  • Exhibit 4-2: CPO Markets by Product Type in Hyperscale AI Data Center
  • Exhibit 4-3: Switches in Hyperscale Network Racks
  • Exhibit 4-4: How CPO Changes the Physical Rack Layout
  • Exhibit 4-5: CPO Markets by Product Type in Non-Hyperscale AI Data Center
  • Exhibit 5-1 NPO vs. LPO
  • Exhibit 6-1: CPO Start-Ups