Abra o rack do data center e verá uma fileira de transceptores ópticos no painel frontal do switch. Em clusters de inteligência artificial, uma configuração em que um switch é equipado com 144 módulos QSFP-DD compatíveis com 800G é comum. No entanto, essa configuração tem um problema estrutural de ineficiência. A distância entre os transceptores no painel frontal e o chip ASIC do switch é de 15 a 30 centímetros. Quando o sinal de 200G por canal é transmitido ao longo desse cabo de cobre, ele sofre uma atenuação significativa, exigindo o uso de chips de DSP (processamento digital de sinais) na extremidade receptora para recuperar o sinal. O consumo de energia de um único módulo de 800G é de 14 a 17 watts, sendo que 6 a 8 watts são consumidos pelos chips de DSP. Em outras palavras, uma parcela considerável da energia em módulos ópticos pluggáveis tradicionais não é usada diretamente para conversão optoelétrica, mas é gasta no condicionamento, equalização e transmissão de sinais elétricos de alta velocidade.
Encurtar essa distância dispensa o uso de DSP. Essa ideia já havia surgido em meados da década de 2010. Dispositivos ópticos coempacotados (CPO) colocam o motor óptico (um conjunto de componentes que convertem sinais elétricos em sinais ópticos) e o empacotamento do ASIC do switch na mesma placa, reduzindo drasticamente a distância de conexão elétrica de alta velocidade entre o ASIC e o motor óptico e, com isso, diminuindo significativamente as perdas causadas pela interconexão de cobre. A Broadcom anunciou que o CPO pode reduzir o consumo de energia do sistema óptico em 65–70%. O consumo de energia do link de 1,6T da NVIDIA caiu de cerca de 30 watts por link para 9 watts.
Em teoria, o CPO parece ser a solução ideal. O problema é a diferença entre a teoria e a produção em larga escala.
Uma taxa de rendimento de 9% revela a verdade
Durante o processo de fabricação do CPO, o motor óptico é montado na placa de substrato de empacotamento do ASIC por meio de refluxo e solda térmica. A precisão de alinhamento da fibra atinge o nível de submicrômetro. Se for necessário reinstalar um motor óptico já montado, é preciso reaquecer até 220–260°C; a posição de aquecimento fica a alguns milímetros do ASIC, e a precisão de alinhamento da fibra não consegue suportar os danos térmicos da segunda etapa. Em outras palavras, se um dos 32 motores ópticos apresentar defeito, o ASIC, o substrato e todos os motores ópticos restantes precisam ser descartados.
No relatório de pesquisa da SemiAnalysis de junho de 2026 (Powered Down, Lights Off), assume-se que a taxa de rendimento de implementação de cada motor óptico é de 95%, e calcula-se o rendimento integrado como 0,9532≈0,1932. Em outras palavras, no modelo simplificado extremo em que 32 motores ópticos são independentes entre si e cada motor tem rendimento de 95%, a taxa de rendimento combinada de todos os 32 motores passando fica em torno de 19,3%. Isso significa que apenas um quinto dos motores consegue funcionar corretamente. Esse número teve um impacto significativo no mercado. Em 9 de junho, no mercado dos EUA, as ações da Applied Optoelectronics (AAOI) caíram cerca de 17% no dia, a Lumentum caiu cerca de 8%, a Coherent caiu cerca de 11% e a Marvell caiu cerca de 7,6%.
A GlobalSemiResearch divulgou imediatamente uma declaração de refutação, apontando que a avaliação ignora melhorias de rendimento trazidas pela triagem e classificação, bem como pelos motores redundantes projetados pela NVIDIA para o Spectrum-X. O Morgan Stanley também afirmou em um relatório de 10 de junho que não negou a rota técnica do CPO; apenas reduziu sua previsão de remessas de motores ópticos para 2027 de 20 a 30 milhões de unidades para 6 a 7 milhões.
O foco desse debate não é “será que CPO é ruim?”, e sim “quando e em que escala o CPO pode ser usado?”. A SemiAnalysis adiou o volume de envio do CPO para expansão horizontal para 2027 e o adiou para produção em massa completa em 2028-2029. Esse ajuste de cronograma abre uma janela para a exploração de outras arquiteturas.
NPO é completo em tudo
Dispositivos ópticos próximos do empacotamento (NPO) ficam entre dispositivos ópticos do empacotamento (CPO) e designs plugáveis. O motor óptico é montado em uma placa de motor independente, e não no substrato de empacotamento do ASIC, e fica adjacente ao ASIC. Quando os circuitos elétricos são suficientemente curtos e as perdas são suficientemente baixas, é possível reduzir ou até eliminar, em parte das arquiteturas, o DSP usado em módulos ópticos plugáveis tradicionais para compensar as perdas de trajetos elétricos de longa distância. No entanto, a principal diferença em relação ao CPO é: como o motor é conectado por meio de um soquete, ele pode ser plugado e removido no local.
Em 10 de agosto, a SemiAnalysis resumiu no fórum X-thread três vantagens do NPO: manutenção no local, difusão de falhas (escopo de impacto) limitada a um único slot e um processo de montagem simplificado devido ao fato de o motor óptico e a ASIC usarem empacotamentos independentes. Essa estrutura evita desafios em produção e confiabilidade, mantendo grande parte das vantagens de desempenho do CPO.
Na feira OFC de março de 2026, a Broadcom lançou sua linha de produtos NPO baseada em 3,2T VCSEL. Segundo o blog da empresa, a eficiência energética desse motor NPO é de cerca de 1 pJ/bit; em comparação com métodos fotônicos de silício com eficiência energética típica de 5 a 10 pJ/bit, a eficiência energética melhora 5 a 10 vezes. Após implantar 18 motores, a densidade de largura de banda de escapamento excede 0,6 Tbps/mm, e a largura de banda total de escapamento chega a 73,7 Tbps (128 Gbps /canal). Os VCSEL têm dezenas de anos de experiência em produção em massa, e sua taxa de falha validada em campo (FIT) é inferior a 0,1.
As engrenagens da padronização e da produção em larga escala começam a girar
Mesmo com uma arquitetura excelente, não é possível obter ampla adoção sem o apoio do ecossistema. Em 12 de março de 2026, às vésperas da conferência OFC, seis empresas — Ciena, Coherent, Marvell, Molex, Samtec e TeraHop — assinaram em conjunto o Open CPX MSA (acordo multifornecedor de empacotamento). O acordo tem como objetivo definir uma especificação comum para interfaces de motor óptico plugável cobrindo slots de NPO e CPO. Isso padroniza a estrutura mecânica do conector, o projeto de dissipação de calor, a disposição dos pinos elétricos e as interfaces de gerenciamento, garantindo a interoperabilidade entre produtos de diferentes fornecedores.
O CEO da LightCounting, Vladimir Kozlov, disse ao anunciar a criação da empresa: “Espera-se que a remessa anual ultrapasse 100 milhões de unidades em cinco anos”, e que até 2025 a remessa de CPO/NPO seria inferior a 1 milhão de unidades. Sem padronização, um crescimento tão grande (até acima de 100 vezes) não seria possível.
A demanda também está mudando. Em um webinar do IPEC realizado em maio de 2026, a Alibaba revelou planos para concluir o beta testing de seus 3,2T NPO e iniciar a operação piloto no terceiro trimestre daquele ano. Seu objetivo é concluir o ajuste de depuração de nível de sistema de amostras alfa de 6,4T NPO antes de setembro de 2027. A Tencent também já validou seu 3,2T VCSEL NPO e NPO fotônico de silício e planeja fazer a implantação piloto no quarto trimestre de 2026. A Ranovus entregou módulos NPO a empresas de nuvem nos EUA, mas espera publicar formalmente um anúncio apenas na feira OFC de 2027.
Em termos de cadeia de suprimentos, a tecnologia de interconexão da Foxconn começou, a partir de maio de 2025, a produzir em larga escala para a Broadcom os soquetes LGA-to-LGA sem solda e as gaiolas de fonte de laser plugável. Os lasers foram projetados principalmente para serem colocados fora do empacotamento, tanto para CPO quanto para NPO, e o padrão ELSFP (módulo externo de laser com hot-plug) definido pela OIF em agosto de 2023 atua como base comum.
Por que o CPO da Nvidia apresenta características de NPO
A chave Quantum-X Photonics InfiniBand da NVIDIA já anunciou o início da implantação em produção em massa. Ela fornece 144 portas de 800G, equipadas com 18 motores fotônicos de silício e 18 módulos externos de laser removíveis para fornecer a fonte de luz. A NVIDIA chama isso de “CPO”.
No entanto, o motor pode ser facilmente desmontado do empacotamento, e o laser pode deslizar para fora do painel frontal — exatamente a vantagem de manutenibilidade do NPO que a SemiAnalysis destaca. Um relatório de pesquisa da LightCounting de julho de 2026 confirma a visão amplamente difundida de que CPO e NPO coexistirão e aponta que, se a NVIDIA adotar o NPO como uma opção, o ciclo de desenvolvimento será encurtado, com possibilidade de ver uma implantação inicial já no próximo ano.
A Broadcom implantará em paralelo essas duas arquiteturas. O switch de 51,2T Bailly CPO já está em produção em massa na Micas Networks desde 2024. O switch de 102,4T Tomahawk 6 Davisson começou a ser enviado aos clientes em outubro de 2025. Além disso, a Broadcom também fornecerá separadamente um switch de 3,2T VCSEL NPO para atender clientes que precisam de switches de alta densidade, mas não desejam soldar.
A validação de confiabilidade da Meta também está avançando de forma constante. No ambiente de laboratório de alta temperatura da Meta, o sistema CPO da Broadcom registrou zero jitter de link (interrupção instantânea) durante 1 milhão de horas de operação acumulada (equivalente ao tempo de portas de 400G). A Broadcom anunciou esse resultado em outubro de 2025 e divulgou detalhes nas conferências ECOC daquele ano e OFC de 2026. Na OFC de 2026, a Meta propôs o padrão de que “para a tecnologia óptica ser atraente, precisa ser comparável às soluções elétricas em custo e eficiência energética, além de oferecer confiabilidade e desempenho”.
A TSMC COUPLE desempenha um papel fundamental
O fim da “fase de transição” do NPO depende em grande parte do progresso da plataforma COUPE da TSMC (Compact Universal Photonic Engine).
Conforme descrito acima, é bem conhecido que o poder de computação dos chips de IA hoje já é extremamente alto; porém, quando os dados são transmitidos entre chips, ainda dependem de condutores de cobre. A velocidade de transmissão e o consumo de energia dos cabos de cobre não conseguem acompanhar o ritmo de crescimento do poder de computação. A ideia central do COUPE é mudar o transporte de dados para sinais ópticos e puxar a conversão eletro-óptica para dentro do empacotamento do chip, em vez de mantê-la em módulos ópticos na extremidade remota, encurtando drasticamente o caminho que os sinais precisam percorrer.
O COUPE integra dois tipos de chips: um responsável pelo processamento de sinais elétricos (chip eletrônico EIC) e outro responsável pelo processamento de sinais ópticos (chip fotônico PIC). Ambos se conectam diretamente empilhando-os em cima e em baixo por meio da tecnologia de empilhamento 3D da TSMC, conectando face a face e eliminando as perdas por desvio do sinal no circuito da placa presente em soluções tradicionais.
A TSMC disse que, em comparação com soluções plugáveis na placa de circuito, integrar diretamente o motor óptico COUPE ao substrato de empacotamento pode atingir 4 vezes a eficiência de consumo e reduzir 90% da latência; se o COUPE for ainda colocado na camada intermediária (Interposer), o desempenho pode chegar a 10 vezes de eficiência de consumo e uma redução de 95% na latência.
A tecnologia COUPE usa empilhamento SOIC: empilha diretamente o chip eletrônico e o chip fotônico para reduzir ao máximo a impedância entre os chips. O primeiro COUPE plugável entra em produção em massa em 2026. O segundo COUPE usa empacotamento CPO de 6,4T e deve entrar em produção em massa por volta de 2027. O terceiro produto integrará completamente os componentes ópticos dentro do empacotamento do processador.
O roadmap previsto de densidade de largura de banda do COUPE da TSMC indica que, em quatro anos, a densidade de largura de banda aumentará oito vezes, subindo de 0,5 Tbps/mm em 2026 para 4 Tbps/mm em 2030. Se esse plano for realizado, o papel do NPO se limitará a um período de transição de apenas dois a três anos.
No entanto, se o cenário de produção em massa completa de 2029 previsto pela SemiAnalysis estiver próximo da realidade, o NPO continuará atendendo à demanda do mercado até o fim dos anos 2020. Nesse caso, isso colocará uma pressão adicional na cadeia de suprimentos de fotônicos — que já está apertada em termos de capacidade de lasers e empacotamento. No OCP Asia Pacific Summit, a Nicole Tien, da ASE, apontou que atualmente não existem padrões de testes em nível de wafer e infraestrutura de simulação para promover o CPO para o mercado com múltiplos fornecedores. A produção em massa do CPO da NVIDIA é resultado de uma colaboração profunda e bilateral com a TSMC; ainda não há condições para expandir essas conquistas para toda a indústria.
De modo geral, na indústria, considera-se que a forma final da interconexão óptica é o CPO. O problema é quem escolherá esse caminho, quando ele será alcançado e como será a escala. Pelo menos, com base nas rotas atuais de produtos e na validação de clientes, o NPO está migrando rapidamente de validação técnica para implantação em escala, tornando-se uma resposta mais certa.