Nvidia investe 4 mil milhões de dólares na CPO, o ponto de viragem comercial está próximo?

2 de março, a NVIDIA anunciou oficialmente duas grandes parcerias relacionadas com CPO (encapsulamento óptico comum): a empresa assinou acordos estratégicos com os gigantes de comunicações óticas Lumentum e Coherent, investindo cada uma 2 bilhões de dólares e firmando compromissos de compras de grande escala e direitos de uso de capacidade futura.

“Tecnologia de interconexão óptica e integração de encapsulamento são essenciais para a expansão contínua das fábricas de inteligência artificial, podendo melhorar a eficiência energética e a resiliência de redes de IA em larga escala.” A NVIDIA afirmou no comunicado de imprensa que essas duas tecnologias desbloqueiam conexões de banda ultra alta e alta eficiência energética entre fábricas de IA, sendo a base para a próxima fase da infraestrutura de inteligência artificial.

No ano passado, a NVIDIA lançou seu primeiro relatório oficial sobre CPO, anunciando que até 2026 a tecnologia será amplamente aplicada em centros de dados de IA, com plataformas Quantum-X InfiniBand e Spectrum-X Ethernet integradas por silício óptico.

O investimento da NVIDIA em duas empresas e o bloqueio antecipado de capacidade também confirmam a rota tecnológica do CPO como a definitiva para os maiores clusters de computação do mundo.

De interconexão entre servidores a interconexão entre chips

À medida que os clusters de IA evoluem de dezenas de milhares para centenas de milhares de GPUs, as tecnologias tradicionais de interconexão elétrica estão chegando aos seus limites físicos. Diante dessa restrição, a indústria já concordou com o conceito de “computação elétrica e transmissão óptica”, ou seja, usar eletricidade para computar e luz para transmitir.

Atualmente, em cenários de conexões ópticas de alta capacidade, as opções incluem módulos ópticos removíveis, NPO (óptica próxima ao encapsulamento) e CPO (óptica de encapsulamento comum).

Os módulos ópticos removíveis tradicionais apresentam problemas como alto consumo de energia, grande perda de sinal e largura de banda limitada. O NPO opta por uma abordagem de compromisso, colocando o motor óptico na placa ao lado do chip; já o CPO adota uma estratégia de “integração extrema”, encapsulando o chip de troca de rede e o módulo óptico no mesmo slot, promovendo uma integração estreita entre ambos.

O CPO tem potencial para resolver, na origem, os problemas dos módulos ópticos removíveis tradicionais. Segundo o primeiro relatório oficial da NVIDIA sobre CPO, suas plataformas Quantum-X InfiniBand e Spectrum-X Ethernet, integradas por silício óptico, conseguem reduzir a perda de sinal de 22dB para 4dB, diminuir o consumo de energia por porta de 30W para 9W, aumentar a confiabilidade do sistema em 10 vezes e melhorar a eficiência energética em 3,5 vezes, oferecendo uma solução de interconexão de alta largura de banda, baixa latência e alta confiabilidade para fábricas de IA em larga escala.

Por isso, a indústria espera que o CPO se torne a escolha predominante. A环旭电子 (601231) prevê, na sua apresentação aos investidores no quarto trimestre de 2025, que, considerando o desenvolvimento tecnológico, o CPO será uma solução insubstituível na indústria. O NPO pode ser uma fase de transição, enquanto o CPO deve alcançar aplicação em larga escala em 2 a 3 anos.

Atualmente, o CPO é principalmente utilizado na interconexão entre servidores. Para evoluir para a interconexão a nível de chips, enfrenta desafios como o controle de temperatura do laser. O cofundador e CTO da Rongxin Zhiyuan, Shi Xu, afirmou em entrevista ao jornal 21st Century Business Herald que, devido ao princípio fundamental da fonte de laser por emissão estimulada, que exige baixa temperatura de operação, a temperatura ideal é inferior a 60°C. Assim, essa solução resolve apenas a conexão rápida entre servidores, mas não o interchip de alta velocidade dentro do servidor.

Para promover a transição do CPO de conexão entre servidores para conexão entre chips, a indústria lançou a solução de fonte de laser externa (ELS): ao colocar a fonte de laser de alto desempenho fora do chip, reduz-se a dificuldade de gerenciamento térmico e integração, resolvendo o problema mais difícil de dissipação de calor.

A parceria da NVIDIA com os principais fornecedores de lasers Lumentum e Coherent envia um sinal claro: o formato predominante do CPO será baseado na arquitetura de “fonte de luz externa + modulação de silício óptico interno”, confirmando o desenvolvimento da tecnologia CPO com fonte de laser externa.

Aceleração da industrialização do CPO

Com a definição estratégica dos líderes globais, os segmentos de fabricação de chips de silício óptico, encapsulamento de motores ópticos e integração de equipamentos estão previstos para crescer de forma clara.

Recentemente, a Lumentum recebeu um pedido adicional de centenas de milhões de dólares por lasers de alta potência para cenários de escala, com entrega prevista para 2027. As primeiras entregas continuam conforme o planejado, com expectativa de uma grande quantidade na segunda metade de 2026. A empresa também prevê iniciar a entrega dos primeiros produtos CPO para escala de aumento até o final de 2027.

“O CPO, como tecnologia central para cenários de alta velocidade e alta capacidade de processamento, está em uma fase de aceleração total de sua industrialização, passando de validação tecnológica para comercialização em larga escala.” A Roboteck (300757), fornecedora de equipamentos CPO, afirmou recentemente em evento para investidores.

Diante da transformação tecnológica trazida pelo CPO, fabricantes globais estão competindo por participação.

Entre os estrangeiros, Intel, Marvell e Broadcom estão avançando ativamente na aplicação do CPO, entrando em uma nova fase de produção em massa: a Broadcom entregou em 2024 o primeiro switch Ethernet CPO de 51,2 Tbps do mundo; a Intel apresentou na ISSCC 2024 avanços na tecnologia CPO baseada em matriz de VCSELs e chips de driver.

Na fabricação de chips, TSMC, Intel e outros gigantes estão acelerando a produção de chips de silício óptico, aproveitando suas vantagens em encapsulamento avançado. A Tower Semiconductor anunciou que até o quarto trimestre de 2026, sua capacidade mensal de wafers de silício óptico será mais de cinco vezes maior do que em 2025, com mais de 70% da capacidade total já reservada ou em reserva até 2028.

No mercado doméstico, empresas como Zhongji Xuchuang (300308) e Xin Yisheng (300502) também aceleram seus investimentos e pesquisas em tecnologia CPO.

O avanço do CPO também deve impulsionar o crescimento de componentes: a East Wu Securities estima que, com a implementação do gabinete Rubin Ultra e a expansão em escala de switches CPO, a demanda por componentes essenciais como placas de cobre M9, motores ópticos NPO/CPO, fontes de laser externas e unidades de conexão de fibra óptica terá um crescimento explosivo.