高速铜缆和光模块有什么区别？为什么机柜内用铜、机柜外用光

先说结论：高速铜缆和光模块不是同一条赛道上的替代关系。要判断一段链路该用铜还是光，得同时看两条轴：一条是距离轴，从机柜（rack）内到跨机柜；一条是网络层级轴，scale-up 还是 scale-out。两条轴相关，但不完全重合——多数机柜内互联是 scale-up，多数跨机柜互联是 scale-out，可 scale-up 本身可以跨少数相邻机柜，跨机柜那一层也同时有 scale-up 和 scale-out。把「机柜内＝scale-up、跨机柜＝scale-out」当成一一对应，就会把跨机柜的 scale-up 误判成 scale-out。另外，机柜外不等于全是光：相邻机柜之间 1–7 米仍有 DAC／ACC／AEC，跨机柜数十米以上才以光为主。

这条边界也不是由单一变量决定的。SerDes 速率、连接器带宽、封装形态（CPC，共封装铜）和机柜架构（线缆背板／正交背板）都在动它：速率提升把铜往短距离推，CPC 把铜往芯片附近拉。所以收紧不等于铜退出机柜，机柜内也已经有光学方案在用。

一、两条链路到底差在哪

铜链路传的是电信号。无源直连铜缆（DAC）就是一根带连接器的铜线，两端直接插进交换芯片或网卡，中间不做光电转换；有源铜缆（ACC）和有源电缆（AEC）在铜线两端加了均衡或重定时芯片，用来补偿长距离的损耗。无论哪一种，信号在整条链路上始终是电。

光链路传的是光。光模块把电信号转成光，送进光纤，到对端再转回电；AOC 有源光缆则把光模块和光纤做在一根线里，外观像铜缆，中间传的仍是光。多了一次电光转换和一次光电转换，这是光链路与铜链路最根本的区别。

距离上，两条链路的分工大体清楚。按中际旭创在投资者互动平台的口径，铜缆主要用于服务器机柜内数米长的短距连接；光模块可以到 30 米、100 米、500 米、2 公里以上，用于服务器到交换机、以及交换机之间。这四个距离是公司给出的应用距离，原文未细分模块类型；按行业通常配置，短距多用多模、长距用单模（本文归纳），不是同一只模块的跨度。

铜的距离要分三种口径看。十厘米到七米是《高速铜缆连接 · 行业认知研究报告》的研究边界，不是铜的物理极限：十厘米以内是芯片封装和板级走线；无源铜链路通常在 2 米以内，GB200 按券商端到端口径均长 1.5 米，OIF 的 224G 标准目标已经收到 1 米；AEC（重定时）可到 7 米，ACC（均衡）通常更短。7 米以上不在本文讨论范围。

这对应两种网络。scale-up 是在一个机柜或少数相邻机柜内，把几十到上百颗 GPU 连成一个共享内存的整体，追求极低延迟；scale-out 是把多个这样的整体连成集群，单跳距离几十米到数百米，单模光模块可以拉到 2 公里以上，追求规模和成本。机柜内多数互联属于 scale-up，跨机柜多数属于 scale-out，但这两组关系不是一一对应：scale-up 可以跨少数相邻机柜，跨机柜层也有它的 scale-up 方案（见第五节）。介质跟着距离、层级和速率代际走，不是跟着其中一个词走。

二、为什么机柜内用铜

不是因为习惯，是因为无源铜省掉了光电转换这一整段。

无源直连铜缆不需要光模块、不需要激光器、不需要 DSP，信号从芯片出来直接进线、到对端直接进芯片。有源铜缆不一样：ACC 和 AEC 两端带均衡或重定时芯片，功耗与时延的优势会缩小，不能和无源 DAC 混为一谈。

成本上，英伟达在 GTC 2024 说，铜方案比光方案节省约 6 倍成本。这是 2024 年券商转引的厂商口径，本文按「光＝6×铜」读，不拿它做逐项验算。一个 GB200 NVL72 机柜有 72 颗 GPU、每颗 18 条 NVLink，共 1,296 个 NVLink 端口——这是 GPU 侧端口数；每条链路两端各需一只光模块，模块只数与端数口径没有统一，所以不做换算。能说的是，成本这一项目前只有厂商口径（6 倍），没有独立的逐项测算；功耗与时延则是行业通常判断，本文没有同条件实测，只作方向。三项都占优的是无源 DAC，不是所有铜方案。

另一个原因是密度。一个 GB200 NVL72 机柜里，英伟达 2024-10-15 的 GB200 OCP 博客说四个铜缆盒、盒内超过 5,000 根铜缆；两英里（约 3,219 米）见该报告所列 2025-09-18 官方博客。券商按端到端测算则是 5,184 根差分对、总长约 7,776 米。两个总长差 2.4 倍，是按「超过两英里」的下限与券商估算值粗算，只作量级；差异来自一个算盒内、一个算端到端（含跳线段），不是互相矛盾。要在机柜背板的有限空间里走线、盲插对接的是其中背板主干那一部分。铜线可以做到很细，弯折半径小，适合在这种空间里塞几千根；光模块和光纤的连接器、盘纤半径、清洁维护，在同样的密度下要难处理得多。

所以机柜内选铜，不是「铜比光先进」，是在这一段距离上无源铜的成本、功耗和密度更合适。密度有英伟达官方口径与券商测算，成本有厂商口径，功耗与时延只能算方向。

三、为什么跨机柜用光

因为超过一定距离，铜在物理上就送不过去。

高频信号在铜线里传输，频率越高损耗越大。每一代 SerDes 速率翻倍，信号要通过的频率跟着翻倍，同样长度的铜线损耗大幅上升。到了跨机柜的几十米到数百米，单模光模块可以到 2 公里以上，铜的损耗已经不是靠加粗线径能补回来的，光成为唯一可行的介质。中际旭创说的 30 米、100 米、500 米、2 公里以上，就是这一段；这是公司给出的应用距离，原文未细分模块类型，短距多用多模、长距用单模是本文按行业通常配置的归纳。

光在这个距离上不是「更好」，是「只有它」。光纤的带宽距离积远高于铜，一根光纤可以承载的容量随波分复用继续扩展；铜的带宽距离积在米级之后迅速下降。把两者放在同一个距离上比「谁更快」，问题本身就问错了。

四、边界不是固定的，正在往铜这一侧收紧

真正值得记住的不是「短距铜、长距光」这句话，而是边界会动。

国际光互联论坛（OIF）把四代长距电气接口的铜缆可达距离目标并排列了出来：56G 是 3 米，112G 是 2 米，224G 是 1 米，448G 距离目标未定。注意这是标准项目的「可达距离目标」，不是任何一根产品的实测值；实际产品可以用更粗的线径换距离，代价是体积、重量、弯曲半径和风阻。但前三代的方向很清楚：速率每翻一倍，铜的标准距离目标就往下收一档。

224G 这一代的损耗预算是 40 dB @ 56 GHz，112G 是 28 dB @ 28 GHz。两个数字不能直接比大小：一是频点从 28 GHz 翻到 56 GHz，单位长度损耗上升；二是参考面不同——224G 的 40 dB 是 bump-bump，112G 的 28 dB 是 ball-ball。所以 40 dB 的预算数字更大，不等于信道更宽松。结果是距离目标仍从 2 米收到 1 米：预算数值更大、距离反而更短，不是矛盾，是频点上升、参考面变化与标准目标共同作用。

448G 是下一个分水岭，胜负手不在线材，在连接器。OIF 的原文写道，448Gbps 的信道带宽目前被限制在约 90 GHz，「largely due to the connector technology」；共振凹陷「primarily induced by the connectors in the link, particularly by the stub of the connector pin」。要沿用 PAM4，连接器带宽需要从约 90 GHz 提到 112 GHz 以上；做不到，就要改 PAM6／PAM8，代价是与光模块的 PAM4 路线分家、且不向后兼容。

另一条路是把线缩短。CPC 共封装铜把连接器直接封到芯片基板旁边，让铜缆从芯片附近就出发，绕开 PCB 上损耗最大的那段走线。距离越短，损耗预算越宽裕，线也可以做得更简单。沃尔核材披露，CPC 线主要采用实心结构，背板线主要采用发泡结构方案。这只是产品结构披露。由此推断「架构一旦往 CPC 走，当前背板线所依赖的发泡工艺重要性会下降」，是本文的推论，不是披露本身——公司没有披露为什么 CPC 用实心；而且 CPC 与背板线可能共存，不一定是谁替代谁。本文不判断该公司是否因此受益。

所以边界不是一条静止的线，而是两股力量在推：速率提升把铜往短距离推，CPC 把铜往芯片附近拉。方向上，铜的需求仍在往上——英伟达公开表示需要更多铜缆产能（见第五节），但这是厂商需求表述，不是全行业总量测算；价值重心可能从「无源长线材」往「有源方案＋近芯片连接器」偏移，这是本文的推论，仍待验证。

五、「光进铜退」成不成立

先把说法拆开。如果「光进铜退」指光在全行业、全层级替代铜，这个说法不成立；如果指光在部分层级侵入铜的地盘，那它不仅成立，而且已经发生、正在发生。

最有资格回答的人已经公开回答过。英伟达 CEO 黄仁勋在 GTC 2026 说：「Oberon 是铜缆纵向扩展，我们也可以使用光学纵向扩展到 NVLink 576。有很多关于英伟达是采用铜缆纵向扩展还是光学纵向扩展的讨论。我们将两者都做。」他接着讲到 Feynman 世代的 Kyber：会同时有铜缆纵向扩展和 Kyber CPO 纵向扩展，首次同时使用铜缆和共封装光学；随后说：「我们需要更多的铜缆产能。我们需要更多的光学产能。我们需要更多的 CPO 产能。」

博通 CEO 陈福阳在 FY2026 Q1 财报电话会上的说法更直接：「As we next step up to 400G SerDes in 2028, our XPU customers will likely continue to stay on direct attached copper. And this is a huge advantage as the alternative of going to optical is more expensive and requires significantly more power.」他说的范围是博通的定制加速器客户，用的是「likely continue」，不是全行业断言；但博通自述是共封装光学的领跑者，这句话由它说出来，分量不一样。

Marvell 的分层图把边界画得更清楚：一个托盘内、少于 10 颗 XPU，用无源铜走线；一个机柜内、少于 100 颗，用铜缆；一整排机柜、超过 100 颗，用光纤。Marvell 两类方案都在做，这张图把机柜内这一档配置为铜缆。

反方证据也要给，而且要分开看。一条是光替代：英伟达在 GTC 2026 展示了用共封装光学做 scale-up 的 Oberon NVLink 72，并说这套 CPO 方案「所有这些都已投产」，这是机柜内；Marvell 的图同时给出机柜内铜（少于 100 颗 XPU）与跨机柜光纤（超过 100 颗）两档，说明边界按规模移动。另一条是架构变化，不是光替代：Kyber 机柜（机柜内的 NVL144）中板背面「不再是布线系统」，那是把线缆换成 PCB 中板的「去线缆化」，属于铜内部形态变化，单列为架构风险。英伟达的跨机柜光 scale-up 只指 NVL72 到 NVL576 那一层。所以「机柜内只用铜」这个说法今天已经不成立。

但要区分「已经存在」与「成为默认」。CPO 目前还是高端配置，铜缆仍是机柜内的量与成本主体——这是本文的判断，不是已核实的事实。第三方预测里，scale-up 光互连的市场 2027 年才形成规模；这个预测的口径可能是外售或特定范围，与厂商 2026 年已投产 CPO 并不矛盾。按博通对其定制加速器客户的口径，2028 年之前这批客户在机柜内大规模转光缺乏经济理由（其理由是光方案更贵、功耗更高），少量高端配置已经在用光。这里的「2028 年」参照的是博通一家厂商的 SerDes 路线图——它说 2028 年上 400G SerDes，不是行业共识或标准时间表。

可证伪的条件也清楚：若光方案在 2 米以内链路的每比特总成本（含模块、光纤、功耗、运维）降到与无源铜同一量级，本文这个判断就失效。「同一量级」指 2 倍以内。不过本文没有找到公开的铜／光每比特总成本对比，这个条件暂时没有可监测的公开指标。

六、看到一个「铜还是光」的说法，先问三件事

第一，距离多少。十厘米、两米、三十米、两公里，答案完全不同。

第二，在哪一层网络：scale-up 还是 scale-out。这一层和距离相关但不重合——机柜内多数是 scale-up，但 scale-up 可以跨少数相邻机柜，跨机柜层也有 scale-up。先定层，再看这一层在当前架构里用什么介质。

第三，哪一代速率、哪一种铜缆。56G／112G／224G 的铜缆距离目标是 3／2／1 米，逐代收紧；448G 的距离目标还没定。同是铜，无源 DAC 和有源 ACC／AEC 的功耗与时延也不同，不能混着比。

把这三件事问清，「光进铜退」就不会被读成一句全行业口号。它是分层替代：光先拿走跨机柜与部分机柜内高端 scale-up，铜保住机柜内主流配置；两者长期并存，边界随速率、连接器和封装形态继续移动。

资料来源

1. 证券时报. 中际旭创：铜缆与光模块分别用于不同的应用场景[N]. 2024-03-31.
2. OIF. 下一代 CEI-448G 框架（OIF-FD-CEI-448G-01.0）[R]. 2025-11-04.
3. NVIDIA. GB200 NVL72 官方技术博客[EB/OL]. 2024-10-15.
4. 山西证券. 高速铜连接行业深度报告[R]. 2024-08-05.
5. 招商证券. 英伟达 GTC 2026 跟踪报告[R]. 2026-03-18.
6. 诺辉投资研究部. 高速铜缆连接 · 行业认知研究报告[R]. 2026-09.

数据截止 2026-09　|　相关：高速铜缆连接 · 行业认知研究报告

编写依据

本文依据本赛道研究报告及用户授权的成品库 Markdown 摘编，素材获取于 2026-10-30。原文所列资料时点、出处及核验边界按提供稿保留；本轮未逐条回溯外部来源。