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NPO 高密度光互连技术：因应 AI 资料中心的高速互连挑战

在AI与高效能运算推动网路频宽需求，Near-Package Optics（NPO，近封装光学）提供一种缩短高速电气传输路径、整合光电介面的技术方向。

Data Center Cabling | Datacenter / Networking / Telecom
技术背景

为什么选择近封装光元件？

  • ✓ 更短的电气距离：使光引擎更靠近交换器 ASIC。
  • ✓ 更低的电气损耗：降低高速 PCB 通道的插入损耗。
  • ✓ 增强的可维护性：提供了介于传统可插拔光元件和高度整合的 CPO 之间的系统架构。
高速光互连面临的挑战

随着 AI 资料中心对高速传输与高频宽需求持续提升，系统设计面临讯号损耗、传输距离、功耗及散热管理等挑战。如何在有限空间内整合高密度光电连接技术，同时维持讯号完整性、传输效率与系统可靠性，成为下一代高速网路架构的重要课题。

电气传输损耗

高速讯号经过较长 PCB 通道时，可能增加插入损耗与讯号品质管理的难度。

高密度空间配置

光学、电气及电源介面需在有限系统空间内进行协调与整合。

散热与维护需求

设计须兼顾热管理、组装便利性与系统可维护性。

NPO 技术解决方向
1.缩短高速电气路径

将光学引擎移近交换器 ASIC，有助于减少高速电气讯号所需经过的传输距离，并为改善通道损耗及讯号完整性提供设计空间。

2.整合光电连接介面

系统需协调电气介面、光学介面、供电及热管理等功能。藉由整体规划，可支援高密度互连的架构需求。

3.兼顾系统维护考量

相较于高度整合的其他光学架构，NPO 可作为评估效能、整合密度与可维护性取舍的方案之一；实际表现取决于系统设计。

关键技术要素

这些功能共同构成 NPO 系统整合的考量范围，不同产品与系统平台可能采用不同的通道配置、元件规格及机构方案。

高速电气连接
光学讯号转换
光纤传输介面
机构与热管理
Architecture

※ 此图仅供技术说明，非实际产品的零件排列或组装图。

模组内部结构与系统整合

短距离光传输与光学耦合

短距离光传输与光学耦合，短距离光互连可透过光学元件与光纤介面完成讯号传递。光学耦合设计需考量对准精度、传输损耗、机构稳定性与制造可行性；实际光路形式依产品方案而异。

高速连接器与讯号完整性

高速连接器与讯号完整性，高速连接器设计需重视插入损耗、回波损耗、近端与远端串扰，以及接触可靠性。适当的介面设计与系统验证，有助于满足高速资料传输的整合需求。

NPO outside view
应用领域
AI 资料中心

支援高密度运算环境中的高速网路互连需求。

高效能运算（HPC）

因应运算丛集对频宽与讯号品质的设计需求。

高速网路交换设备

探索新一代交换系统的光电整合架构。

技术价值与未来展望

NPO 的技术价值在于透过光学引擎位置与连接路径的重新规划，为降低电气传输负担、提升互连密度与改善系统整合弹性提供可能性。实际效能、功耗与可靠度仍需依个别设计及验证条件评估。 面对 AI 与资料中心网路持续演进，高速连接、光学介面与机构整合能力将持续扮演重要角色。

公开资讯声明：本文为匿名化技术应用介绍，所有示意图均为重新绘制的通用概念图，不包含客户专属设计、内部工程图或未核准的测试数据；本文不代表特定客户导入或量产成果。

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