高速銅纜：機柜內信號傳輸銅纜化，數據中心架構或將迎來變革

在2025年9月光博會上，一種名為共封裝銅互連(CPC)的技術引爆全場。該技術的核心變化在于從交換機ASIC芯片側，通過銅纜直接連接到交換機的端口，使得內部電信號的傳輸繞開的PCB環節，功耗上有大幅優化。近期，英偉達推出的新產品Rubin CPX，芯片帶寬翻倍，背板互聯總帶寬達115Tb/s，背板銅纜數量從5184根跳增至10368根；GB300較GB200銅纜用量再提升50%。機柜內芯片-背板-交換全鏈路銅纜化，成為緩解PCB信號衰減與功耗壓力的唯一可行方案，將直接放大高速銅纜市場的需求潛力。

全鏈路銅纜化或將推動數據中心架構重構，未來，隨著CPC等技術標準化推進與規模化量產，高速銅纜將在短距互聯領域占據主導地位，與CPO形成互補，共同構建高效、綠色的數據中心算力網絡。

今天我們為大家解讀高速銅纜行業。

高速銅纜行業基本概述

高速銅纜的定義與工作原理

高速銅纜是指傳輸速率≥10Gbps、具備低損耗與高抗干擾能力的銅基互連組件，核心功能是實現電子設備內部及設備間的高速信號傳輸。其工作原理基于電磁感應與差分信號傳輸技術：通過兩根絞合的銅導線形成差分對，將電信號轉換為差分信號進行傳輸，利用兩根導線中電流的相位差抵消外部電磁干擾，同時減少信號串擾。

（圖片來源：行行查數據庫）

為保障高速傳輸性能，高速銅纜需滿足三項關鍵技術要求：一是特性阻抗匹配，通常設計為50Ω或100Ω，避免信號反射導致的波形失真；二是均衡技術應用，通過內置均衡器補償高頻信號衰減，拓展傳輸帶寬；三是屏蔽結構設計，采用單屏蔽（S/FTP）或雙屏蔽（F/FTP）工藝隔絕外部電磁環境干擾，確保信號完整性。

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數據來源：行行查 | 行業研究數據庫 www.hanghangcha.com

高速銅纜主要產品分類

多種連接解決方案可用于交換網絡，如光模塊+光纖、有源光纜（AOC）和直連電纜（DAC）。DAC可以進一步分為有源 ACC、AEC 和無源 DAC。無源銅纜 DAC 相比 AOC，天然更具失效率低的優勢。同時，如此規模比例的鏈路數量，在總體網絡互連成本的比例上也將貢獻較大的比重。在 25Gbps鏈路上，DAC 可以覆蓋 5m 以內的傳輸距離需求，ACC 的傳輸距離最長達到 7-9m 左右，足以滿足機柜內和部分跨柜的互連。

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1）直接連接電纜（DAC）：全無源結構，由銅導線、連接器及屏蔽層組成，無需信號放大芯片，傳輸距離通常≤5米。具有成本低、時延小（≤1ns/m）的優勢，主要用于數據中心服務器與交換機之間的短距互連，典型產品為100G SFP28 DAC、400G QSFP-DD DAC。

2）有源電纜（ACC）：內置簡單信號中繼芯片，通過信號調理補償損耗，傳輸距離可達10-15米。采用低功耗設計（單通道功耗≤0.5W），適用于機柜內設備級互連，常見于AI服務器集群的近距離算力調度。

3）有源光銅混合電纜（AEC）：集成光引擎與銅纜傳輸單元，兼具銅纜的低成本與光纖的長距離優勢，傳輸距離可達30米以上。通過電-光-電轉換實現信號長距傳輸，主要用于數據中心機房間的跨區域互連。

4）高速背板連接器：用于設備背板與子卡之間的互連，具備高密度、高可靠性特性，引腳間距可達0.4mm以下。支持差分信號傳輸速率≥224Gbps，是交換機、服務器等核心設備內部信號調度的關鍵組件，代表產品有Samtec FireFly、TE Tyco AMP系列。

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高速銅纜的速率迭代歷程

高速銅纜的速率演進伴隨通信技術與芯片算力需求同步升級，大致可分為四個階段：
1）10G-40G階段（2000-2010年）：以CAT6A類網線為代表，采用單對差分傳輸技術，速率從10Gbps提升至40Gbps（QSFP+ DAC），主要服務于3G/4G通信基站與早期數據中心，核心突破是解決了10Gbps信號的串擾抑制問題。

2）100G階段（2010-2018年）：引入多通道并行傳輸技術，如QSFP28 DAC通過4通道×25Gbps實現100Gbps速率，同時采用更優的絞合工藝與屏蔽結構，將信號衰減控制在8dB/100m以內，成為云計算數據中心的主流互連方案。

3）200G-400G階段（2018-2023年）：基于PAM4調制技術（4電平脈沖幅度調制），在相同帶寬下將速率翻倍，如400G QSFP-DD DAC通過8通道×50Gbps（PAM4）實現400Gbps傳輸。同時有源電纜技術成熟，AEC產品傳輸距離突破20米，滿足AI訓練集群的中距互連需求。

4）800G+階段（2023年至今）：采用112Gbps PAM4單通道技術，結合高密度連接器設計（如OSFP、QSFP-DD800），800G DAC/AEC產品進入商用階段。英偉達GB300等新一代AI服務器已采用800G銅纜互連，單機柜帶寬突破10Tb/s，核心挑戰是解決112Gbps信號的高頻衰減與散熱問題。

（圖片來源：行行查數據庫）

高速銅纜與其他技術對比

1）高速銅纜與PCB布線的替代關系：當PCB布線速率超過112Gbps時，高頻信號在PCB介質中的衰減急劇增加，且多層PCB的串擾控制難度提升，此時銅纜憑借低損耗特性成為更優選擇。而在設備內部短距（≤0.5米）、低速率（≤56Gbps）場景下，PCB布線仍具備成本與集成度優勢，PCB作為機械支撐載體，在背板結構中仍需保留基礎電源與控制信號布線，銅纜僅替代高速信號鏈路。

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2）高速銅纜與光纖互連技術差異：高速銅纜速率上限為800Gbps，傳輸距離在有源銅纜（AEC）方案下最長可達30米，具有低時延優勢（≤1.5ns/m）且抗電磁干擾能力較強；光纖互連速率覆蓋400G-800G，傳輸距離普遍≥100米，雖時延較高（≥5ns/m），但在抗電磁干擾方面實現無衰減傳輸。高速銅纜單通道成本約0.5-1美元/Gbps，因無需配套光模塊，整體成本較光纖互連低30%-50%。高速銅纜主要應用于機柜內設備互連（如服務器與交換機）、AI集群短距算力調度及設備背板內部信號傳輸；光纖互連則適用于數據中心機房間跨區域互連、長距離骨干網傳輸以及高電磁干擾環境下的信號傳輸場景。

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3）高速銅纜與共封裝光學（CPO）技術的差異化競爭：高速銅纜基于電信號傳輸，通過銅導線與有源芯片實現信號放大；CPO則將光引擎集成到芯片封裝內，直接在封裝層面實現電-光轉換，傳輸介質為光纖。在100G-400G短距場景下，高速銅纜憑借成本低（僅為CPO的1/4）、維護便捷的優勢占據主導；在800G+超高速、長距場景下，CPO因低時延、低功耗的特性，成為未來潛在替代方案。目前CPO面臨封裝集成難度大、維修成本高的瓶頸，短期內難以大規模替代高速銅纜。

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高速銅纜的技術瓶頸

當前高速銅纜發展面臨四大技術瓶頸：
1）信號衰減問題：速率提升至112Gbps PAM4后，銅導線的趨膚效應與介質損耗加劇，10米傳輸距離內信號衰減可達15dB，需依賴復雜均衡算法補償，增加了芯片設計難度。
2）散熱挑戰：有源銅纜（AEC）內置芯片在高速率下功耗密度達5W/cm2，傳統風冷散熱難以滿足需求，需配套液冷系統，增加了應用成本。
3）材料限制：現有無氧銅導線的導電率已接近理論極限（5.96×10?S/m），絕緣介質（如PTFE）的介電常數穩定性難以滿足800G+速率下的信號完整性要求。
4）集成密度瓶頸：連接器引腳間距最小已達0.4mm，進一步縮小將導致信號串擾急劇增加，限制了單連接器的通道數量（當前最高64通道）。

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高速銅纜產業鏈

高速銅纜產業鏈可分為上游、中游和下游三個環節。在上游環節，主要涉及原材料及核心零部件的供應，包括高頻銅材料、高速電纜、屏蔽材料以及信號處理芯片等關鍵組件，這些是構成高速銅纜的基礎要素。中游環節聚焦于制造與加工過程，涵蓋研發、制造、包裝及測試，以及銷售及售后服務等環節，是實現產品從設計到交付的核心階段。下游則為應用場景，主要包括算力中心、云計算、5G通信設備以及高速計算（HPC）等領域，這些應用對高速數據傳輸提出了高要求，推動了高速銅纜技術的發展與市場需求的增長。整體來看，該產業鏈上下游協同緊密，廣泛服務于現代信息技術基礎設施建設的關鍵領域。

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高速銅纜是數據中心的核心基礎設施部件，處于產業鏈上游的“連接類核心元器件”環節，向上銜接核心芯片廠商，向下支撐中游設備集成與下游運營，是打通數據中心內部“設備-設備”“芯片-芯片”信號傳輸的關鍵樞紐。其核心作用是通過 “低延遲、高帶寬、低功耗、低成本” 的短距互聯能力，解決數據中心算力流轉的瓶頸，支撐AI化、綠色化轉型。隨著CPC技術的普及，高速銅纜將從輔助互聯部件升級為“算力基礎設施的核心樞紐”，成為數據中心產業鏈中不可替代的關鍵環節。

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高速銅纜市場規模

根據LightCounting預測，受益于高性能計算與AI集群建設需求推動，全球高速銅纜市場于2016-2023年整體呈現增長趨勢，由于經濟放緩，全球高速銅纜市場增長在2023年同樣放緩，2024年恢復逐步恢復，預計2023-2027年銅纜年收入的復合年增長率為25%。LightCounting預測，到2027年底，全球高速銅纜的出貨量將達到2000萬條規模，屆時年收入將超過12億美元。

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根據訊石光通訊網站消息，在以訓練為主的數據中心架構中，短距離內且大運算量的交互傳輸要求更高，因此催生了對高速銅纜的需求，隨著訓練階段逐漸轉為推理階段，且在推理階段各家自行組網的比例提升，AEC需求有望進一步提升。中商產業研究院發布的《2025-2030年中國高速連接器行業前景與市場趨勢洞察專題研究報告》顯示，2024年，中國銅纜高速連接器產業規模將達87.59億元。隨著5G、數據中心等領域對高速傳輸的要求不斷提高，銅高速連接器技術也在不斷創新和升級，預計到2025年產業規模將超過100億元，到2028年中國銅纜高速連接器產業規模將超過200億元。

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高速銅纜新興技術方向

為突破現有瓶頸，行業正聚焦三大新興技術方向：

1）共封裝銅互連（CPC）：將銅纜連接器直接集成到芯片封裝內，實現“芯片-銅纜”直連，傳輸距離縮短至毫米級，信號損耗降低60%以上。博通與Samtec合作的CPC方案已實現512通道、102.4T吞吐量，計劃應用于下一代3.2T交換機。
2）新型材料應用：研發高導電率銅合金（如銅銀合金）提升導電性能，采用納米復合材料（如石墨烯增強PTFE）降低絕緣介質損耗，目前實驗室階段的銅銀合金導線導電率較傳統無氧銅提升15%。
3）智能互連技術：在銅纜中集成溫度傳感器與信號監測芯片，實時監控傳輸鏈路狀態，通過自適應均衡算法動態調整信號參數，提升系統可靠性。華為CloudEngine 16800交換機已采用該技術，互連鏈路故障率降低25%。

（圖片來源：行行查數據庫）

高速銅纜作為電子互連領域的核心技術，在AI數據中心與高端制造的驅動下，正從“被動傳輸”向“智能互連”升級。盡管面臨CPO等新技術的競爭與自身技術瓶頸的制約，但憑借成本優勢與場景適配性，其在短距高速互連領域的主導地位短期內難以撼動。未來，隨著共封裝銅互連、新型材料等技術的突破，高速銅纜將持續為電子信息產業的算力升級與信號傳輸提供關鍵支撐。

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