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报告概述

本报告作为东吴证券AI基建系列的第二篇，聚焦英伟达SerDes技术演进及其对算力互联介质的影响。报告前瞻推演了2026-2027年整机柜架构及CPO产业化进程，从技术底层剖析了SerDes迭代面临的速率瓶颈与功耗约束，判断出PCB材料向M9等级升级、光电共封装及“光入柜内”的确定性趋势。覆盖内容包括：SerDes代际跃迁对CCL与光互联的驱动、Rubin Ultra机柜的双层网络架构、英伟达CPO交换机产品矩阵及供应链全景。报告为投资者梳理了M9材料产业链与CPO光互联产业链的核心投资机遇。

报告的核心结论

SerDes代际跃迁驱动算力互联介质升级

随着SerDes速率从56Gbps演进至224Gbps并迈向448G，信号高频衰减剧增，传统PCB材料无法满足需求，必需升级至M9级超低损耗CCL。同时，SerDes功耗占比攀升，推动光互联从可插拔向近封装（NPO）和共封装（CPO）演进，以缩短电气距离、降低功耗。

Rubin Ultra机柜推动M9材料与NPO光引擎增长

英伟达Rubin Ultra机柜采用144颗GPU构建1.5PB/s Scale-up网络，其4-Canister双层架构中，第一层正交背板因224G SerDes信号完整性要求必须使用M9级CCL；第二层跨Canister互联通过72颗NVSwitch与648颗3.2T NPO光引擎实现，GPU与光引擎配比高达1:4.5，标志着“光入柜内”趋势确立。

英伟达CPO交换机规模化放量在即

英伟达已推出全球首款量产CPO交换机Quantum X3450（115.2T带宽），并计划2026年下半年推出Spectrum-X系列（102.4T-409.6T），覆盖InfiniBand与以太网全场景。CPO交换机将带动光引擎、激光源、光纤连接单元等核心零部件需求爆发，具备供应链卡位优势的厂商有望率先受益。

报告回答的关键问题

为什么AI服务器需要升级到M9级PCB材料？

随着SerDes速率提升至224Gbps及以上，高频信号衰减指数级增长。传统M7/M8级覆铜板（Df约0.003）在56GHz以上频段损耗过大，无法保证信号完整性。M9级CCL（Df<0.001）采用石英布、BCB树脂等低损耗材料，可实现超低介电损耗，确保224G PAM4信号在正交背板上的可靠传输，是Rubin Ultra等下一代机柜的刚性需求。

NPO与CPO技术有什么核心区别？

NPO（近封装光学）将光引擎部署在交换机板上，距交换芯片约150mm，保留可拆卸性，支持热插拔维护，是当前优先落地的过渡方案；CPO（共封装光学）将光引擎与交换芯片共同封装在基板或中介层上，电气距离缩短至50mm以内，可降低功耗65%以上，但维护成本高，预计2026-2027年逐步商用。二者核心差异在于光引擎与芯片的集成度及可维护性。

英伟达CPO交换机有哪些主要型号？

英伟达CPO交换机包括Quantum X800-Q3450（InfiniBand旗舰，115.2T带宽，144个端口，可拆卸光引擎设计）和Spectrum-X系列（以太网平台，含Spectrum 6810提供102.4T带宽、Spectrum 6800通过四模块集成达409.6T带宽）。前者已于2025年下半年面市，后者计划2026年下半年推出，覆盖从中小规模到超大规模AI集群部署场景。

报告中的代表性数据

1.5 PB/s

Rubin Ultra机柜总带宽

2026年（预计），由144颗GPU共同提供，每颗带宽10.8 TB/s，总带宽较GB200增长12倍。

1:4.5

GPU与NPO光引擎配比

2026年（预计），Rubin Ultra机柜中GPU与3.2T光引擎比例为144:648，用于跨Canister光互连。

115.2 T

Quantum X3450 CPO交换机总带宽

2025年下半年（量产），采用四颗Quantum-X800 ASIC，配置144个物理端口，可灵活支持800G或1.6T逻辑端口。

以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • SerDes技术代际演进对芯片互联带宽的详细影响分析，包括NVLink各代带宽计算口径澄清与数据。
  • CCL材料升级路径详解：从M7/M8到M9的增强材料（石英布）、树脂体系（PPO、BCB）及铜箔表面处理（HVLP）技术对比。
  • NPO、CPO、OIO三级光互联技术路线的深度对比，含功耗、距离、可维护性及产业化时间表。
  • Rubin Ultra机柜Kyber架构定量推演：正交背板交换网络与NPO光交换网络的芯片数量、带宽计算。
  • 英伟达Quantum X800-Q3450 CPO交换机完整拆解：芯片架构、光引擎设计、可拆卸OSA细节及供应链信息。
  • Spectrum-X Photonics系列交换机（6810/6800）技术规格、MCM芯片架构及与Quantum系列的区别。
  • CPO供应链全景梳理：激光源、光纤连接单元、MT插芯、光纤交换箱、MPO连接器、封装测试等环节的核心供应商与竞争格局。
  • 投资建议与风险提示：M9材料产业链和光互联产业链的重点上市公司列表及风险因素。

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