Lumentum é uma empresa de referência em comunicações ópticas e fotônica, atuando principalmente com lasers, componentes ópticos e soluções de comunicação de alta velocidade. Com a rápida evolução da infraestrutura de IA, a Lumentum utiliza sua expertise em dispositivos ópticos para integrar a cadeia de suprimentos de CPO, fotônica de silício e interconexão óptica de alta velocidade, fornecendo componentes essenciais para a conectividade de data centers de última geração.
O desenvolvimento do CPO é decisivo não só para liberar o potencial dos chips de IA, mas também para definir a arquitetura futura das redes de data centers. À medida que cresce a demanda por comunicações ópticas de 800G e 1,6T e se ampliam os clusters de IA, a interconexão óptica deixa de ser um complemento e passa a ser elemento estrutural da infraestrutura de IA.
O que é CPO (Co-Packaged Optics)
CPO (Co-Packaged Optics) é uma tecnologia avançada de interconexão que integra dispositivos ópticos e chips centrais em um único sistema, com o objetivo de reduzir ao máximo a distância de transmissão de dados entre chips e módulos ópticos, otimizando a eficiência das comunicações em alta velocidade. Em data centers tradicionais, a arquitetura se baseia em módulos ópticos discretos: chips internos a servidores ou switches processam dados, enquanto módulos ópticos externos se conectam via interfaces elétricas, convertendo sinais entre os domínios elétrico e óptico.
Esse modelo impulsionou a evolução da internet e da computação em nuvem por décadas. Porém, com a rápida expansão dos data centers de IA, surgem novos desafios para a abordagem tradicional.
O treinamento de IA exige colaboração intensiva entre GPUs, com volumes de troca de dados entre clusters de GPU muito superiores aos de aplicações convencionais. O treinamento em larga escala de modelos de IA demanda mais chips de comutação de alta velocidade e redes robustas. Com o avanço das velocidades, as conexões elétricas de alta velocidade entre chips e módulos ópticos aumentam a perda de sinal e o consumo de energia. Nos patamares de 800G e 1,6T, as arquiteturas convencionais enfrentam atenuação de sinal, desafios térmicos e queda de eficiência energética.
O CPO revoluciona esse paradigma ao posicionar o motor óptico junto ao chip de comutação, encurtando o caminho dos sinais elétricos de alta velocidade, reduzindo perdas e diminuindo o consumo do sistema — tornando-se tecnologia-chave para redes de data centers de IA de última geração.
Os principais fabricantes de chips, fornecedores de equipamentos de rede e empresas de comunicações ópticas já investem fortemente em CPO.
Principais diferenças entre CPO e módulos ópticos tradicionais
A diferença central entre CPO e módulos ópticos tradicionais está no modo de integração dos componentes ópticos ao chip.
Arquitetura tradicional de módulo óptico: chip → interface elétrica → módulo óptico → fibra óptica
Arquitetura CPO: chip + motor óptico → conexão direta à fibra óptica
No modelo tradicional, os dados do chip são convertidos em sinais elétricos de alta velocidade e enviados ao módulo óptico externo para conversão eletro-óptica. Com o aumento das taxas, esse caminho elétrico vira gargalo. O CPO melhora a eficiência ao aproximar a interface óptica do chip.
Os principais diferenciais são:
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Consumo de energia: O consumo energético é fator crítico em data centers de IA. Quanto mais GPUs, maior o consumo da rede. Os links elétricos mais curtos do CPO reduzem o gasto energético das comunicações.
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Largura de banda: Clusters de IA exigirão trocas de dados em velocidades extremas. Embora módulos ópticos tradicionais evoluam, taxas mais altas aumentam a complexidade. O CPO oferece arquitetura mais adequada para ambientes de alta largura de banda.
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Projeto de sistema: Módulos ópticos tradicionais são altamente modulares, facilitando manutenção e troca. O CPO, em contrapartida, exige coengenharia entre chips, encapsulamento e óptica, elevando o padrão das capacidades fabris.
O CPO não é simples substituto dos módulos ópticos legados — é uma nova rota técnica para cenários de IA de alto desempenho.
Por que chips de IA aceleram a adoção do CPO
A escalada de desempenho dos chips de IA impulsiona a busca por CPO. Aceleradores modernos de IA entregam processamento cada vez maior, com GPUs e chips de IA lidando com volumes massivos de dados. Para explorar todo esse potencial, é preciso interligar vários nós de computação por redes de alta velocidade.
Em grandes data centers de IA, as tarefas são distribuídas por enormes clusters de GPU. Por exemplo, treinar um modelo de linguagem de grande porte pode exigir milhares de GPUs trocando parâmetros e resultados em tempo real.
Isso exige redes rápidas e eficientes. Se a rede não acompanha a velocidade dos chips, até as GPUs mais avançadas ficam ociosas por atrasos na transferência de dados. As interconexões eletrônicas tradicionais enfrentam limitações crescentes em altas velocidades:
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Distâncias mais curtas para sinais de alta velocidade
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Consumo de energia elevado
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Demandas térmicas mais rigorosas
Diante disso, o setor de IA busca novos paradigmas de interconexão. O CPO rompe gargalos tradicionais, tornando a troca de dados entre chips de alta velocidade muito mais eficiente.
Com o crescimento das cargas de inferência em IA, os data centers precisam não só treinar grandes modelos, mas também processar volumes massivos de solicitações em tempo real — exigindo redes de baixa latência e altíssima largura de banda.
Estratégia da Lumentum para interconexões ópticas de próxima geração
A Lumentum (LITE) é líder global em comunicações ópticas e tecnologia laser, com destaque em dispositivos fotônicos, lasers e componentes para comunicações de alta velocidade. Na cadeia de suprimentos de CPO, a Lumentum não fabrica chips de IA, mas fornece os componentes ópticos essenciais para a conectividade óptica de alta velocidade.
Mesmo com arquiteturas CPO encurtando a distância entre chips e módulos ópticos, ainda são indispensáveis fontes de luz de alto desempenho, motores ópticos e dispositivos ópticos avançados.
Os lasers são especialmente críticos, pois impactam diretamente o desempenho das comunicações ópticas. Redes de IA de alta velocidade exigem sinais ópticos modulados estáveis e rápidos, sendo os lasers determinantes para a qualidade do sinal, a velocidade de transmissão e a confiabilidade do sistema. A expertise da Lumentum em fotônica a posiciona como protagonista no mercado de interconexão óptica de alta velocidade.
Com a migração dos data centers de IA para velocidades superiores, cresce a demanda por:
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Lasers de alta velocidade
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Componentes ópticos para chips
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Dispositivos de fotônica de silício
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Soluções de comunicações de alta velocidade
Essas frentes estão diretamente ligadas ao foco técnico da Lumentum. Com a aceleração da comercialização do CPO, o papel dos fornecedores de dispositivos ópticos só tende a se fortalecer — independentemente da arquitetura dos data centers, componentes ópticos de alta performance são indispensáveis para conectividade em alta velocidade.
Sinergia entre fotônica de silício e CPO
A fotônica de silício é base essencial para o CPO. Em termos práticos, ela aproveita a maturidade da indústria de semicondutores para integrar dispositivos ópticos a plataformas de chips de silício.
Enquanto as comunicações ópticas tradicionais dependem de componentes ópticos discretos, a fotônica de silício busca maior integração — reduzindo custos e ampliando o desempenho.
CPO e fotônica de silício são altamente sinérgicos:
Juntas, essas tecnologias elevam a eficiência das redes de data centers.
Para data centers de IA, essa sinergia é estratégica.
Com a evolução dos chips de IA, as taxas de transferência de dados precisam acompanhar. Apoiar-se em muitos módulos ópticos discretos aumenta a complexidade e o consumo de energia do sistema.
A fotônica de silício reduz o tamanho dos componentes ópticos e melhora a eficiência produtiva, enquanto o CPO encurta a distância entre chips e módulos ópticos. Em conjunto, impulsionam a arquitetura das interconexões de alta velocidade da próxima geração.
Líderes globais em semicondutores e comunicações ópticas investem em pesquisas tanto em fotônica de silício quanto em CPO.
A Lumentum conta com base técnica sólida, com tradição em P&D de lasers e dispositivos fotônicos. Fontes de luz, moduladores e componentes ópticos são essenciais para sistemas de fotônica de silício e CPO.
Com o CPO avançando do laboratório para a implantação em escala, empresas com expertise em fotônica estão bem posicionadas para aproveitar novas oportunidades do setor.
A ascensão do CPO como tecnologia central de infraestrutura de IA atraiu grandes referências da cadeia de suprimentos — em especial Lumentum, Broadcom e Marvell, cada uma com posicionamento técnico próprio.
A Lumentum é essencialmente uma fornecedora de dispositivos de comunicações ópticas.
Seus pontos fortes são lasers, componentes ópticos e tecnologia fotônica. Em arquiteturas CPO, a Lumentum foca em fontes de luz e componentes ópticos, fornecendo os dispositivos base para transferência de dados em alta velocidade.
A Broadcom Inc. atua mais fortemente em infraestrutura sistêmica.
A Broadcom é referência em chips de comutação para data centers, além de atuar em ASICs de rede, chips de conectividade e soluções para infraestrutura de IA. No CPO, a vantagem da Broadcom está na expertise em chips e sistemas de rede.
Por exemplo, data centers de IA precisam de chips de comutação de alta velocidade para gerenciar o tráfego entre grandes clusters de GPU — área de domínio da Broadcom.
A Marvell Technology, Inc. tem foco em conectividade de data centers, chips de rede e tecnologias de conversão optoeletrônica.
A Marvell é forte em interconexões de alta velocidade, abrangendo redes de data centers, conectividade de armazenamento e chips de comunicações ópticas.
Em resumo:
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Lumentum: dispositivos ópticos e tecnologia laser
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Broadcom: chips de rede e plataformas sistêmicas
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Marvell: chips de conectividade e infraestrutura de dados
A comercialização do CPO não depende de uma única empresa — requer avanços coordenados em chips, encapsulamento, óptica e equipamentos de rede.
Desafios para a comercialização do CPO
Apesar de o CPO ser amplamente considerado o futuro das interconexões ópticas para IA, ainda há obstáculos para sua adoção em larga escala.
Complexidade de fabricação: Módulos ópticos tradicionais são altamente modulares, facilitando a substituição de componentes defeituosos. A integração avançada entre óptica e chips no CPO torna fabricação e manutenção mais desafiadoras.
Isso exige encapsulamento avançado, testes rigorosos e colaboração eficiente na cadeia de suprimentos.
Padrões do setor: O ecossistema de data centers reúne fabricantes de chips, fornecedores de servidores, fabricantes de equipamentos de rede e provedores de nuvem. Persistem requisitos divergentes para arquiteturas CPO, padrões de interface e métodos de aplicação.
Padrões unificados são indispensáveis para a expansão do CPO.
Custo: Embora o CPO prometa menor consumo de energia operacional no longo prazo, os custos iniciais de P&D e fabricação são elevados. Para grandes players de nuvem, as vantagens tecnológicas precisam gerar retorno de investimento.
Se o custo dos dispositivos CPO cair lentamente, módulos ópticos tradicionais podem continuar em mercados específicos.
Gestão térmica e confiabilidade: Com o aumento da densidade de dispositivos em data centers de IA e a proximidade entre chips e óptica, garantir estabilidade de longo prazo requer novas soluções de engenharia.
Assim, a evolução do CPO é gradual e incremental, não uma simples troca de tecnologia.
O futuro das interconexões ópticas de IA de próxima geração
A evolução das interconexões ópticas para IA se apoia em três pilares: maior velocidade, menor consumo energético e integração mais profunda.
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Atualizações de velocidade: Data centers migram de comunicações ópticas de 400G para 800G e, com a expansão dos clusters de IA, 1,6T e além serão os próximos marcos. Isso impulsiona inovação contínua em lasers, chips ópticos e encapsulamento.
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Adoção em larga escala do CPO: O CPO ainda está em processo de industrialização, mas, com o avanço dos chips de IA e das demandas de rede, seu valor cresce. O CPO tende a estrear em data centers de IA hiperescaláveis, expandindo-se depois para outros cenários de computação de alto desempenho.
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Computação óptica e fotônica avançada: À medida que modelos de IA se tornam mais complexos, arquiteturas eletrônicas tradicionais podem atingir limites. Computação óptica, fotônica de silício e sistemas fotônicos avançados podem se tornar essenciais na infraestrutura computacional. Para a Lumentum, a oportunidade está na atualização da comunicação óptica em todo o setor.
O crescimento da IA exige não só mais GPUs, mas também uma transformação completa em conectividade de rede, transferência de dados e tecnologia de infraestrutura. As interconexões ópticas estão se consolidando como alicerce do ecossistema de IA.
Conclusão
O CPO (Co-Packaged Optics) consolida-se como tecnologia-chave de interconexão de alta velocidade para data centers de IA de última geração. À medida que os modelos de IA se expandem, clusters massivos de GPU exigem mais largura de banda e menor latência, expondo os limites de potência e desempenho das arquiteturas ópticas tradicionais. Com integração direta entre componentes ópticos e chips, o CPO reduz distâncias de sinal de alta velocidade e eleva a eficiência das redes. Avanços em fotônica de silício aceleram a integração dos sistemas ópticos, preparando o terreno para redes de IA de alta velocidade.
A Lumentum (LITE), referência em comunicações ópticas e tecnologia laser, atua principalmente como fornecedora de dispositivos ópticos e componentes laser na cadeia de suprimentos do CPO. Enquanto a Broadcom lidera em chips de rede e a Marvell em chips de conectividade, a Lumentum se destaca no segmento de fotônica.
No entanto, a comercialização do CPO ainda enfrenta desafios de fabricação, custo, padronização e confiabilidade. Com a expansão dos data centers de IA, a importância das interconexões ópticas de alta velocidade só tende a crescer.
No cenário setorial, a competição em IA está migrando do poder computacional para a capacidade de transmissão de dados. CPO, fotônica de silício e comunicações ópticas de alta velocidade serão essenciais para sustentar a infraestrutura de IA de próxima geração, com empresas como a Lumentum desempenhando papel central nessa evolução tecnológica.
