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辉达( NVDA-US ) 正持续推进人工智能(AI)芯片的光互连技术,并在近期于美国旧金山举行的半导体展览会SEMICON West 2026上,展示下一代共同封装光学(CPO)技术原型,命名为OOI(Optics-on-Interposer,中介层上集成光学)。这项技术进一步将光引擎集成至运算芯片使用的硅中介层,有望缩短信号传输路径、降低功耗,但封装与散热仍是未来量产必须克服的难题。
一位光通信芯片公司相关人士指出,OOI与现行CPO最大的差异,在于光引擎(OE)不再配置独立的有机基板,而是直接与运算芯片共用硅中介层。
现行量产CPO技术已将光引擎从传统可插拔光模块移至交换芯片旁的有机基板,OOI则进一步将光引擎集成至运算芯片所在的中介层。
通过短距离、细间距布线,OOI可让电信号不必绕经有机基板,进一步缩短传输路径,提升信号传输效率并降低功耗,同时增加带宽密度。
这项设计概念与目前GPU通过硅中介层高速连接高带宽内存(HBM)的方式相近,目标是突破AI芯片对外传输的带宽瓶颈。
不过,光引擎与高功耗运算芯片集成在同一中介层,也带来新的工程挑战。光通信芯片业者指出,光学组件对温度相当敏感,却必须与功耗达数百瓦的运算芯片共同封装,使散热管理、光学耦合精度及后续维修都变得更加困难,其中散热尤其棘手。
此外,OOI也将光学组件的封装难度与技术价值推向更高层次。由于硅中介层产能、产品规格及封装良率主要掌握在先进封装厂手中,随着光引擎与运算芯片的距离缩短、电信号信道减少,封装在整体方案中的价值也将提高,进一步强化先进封装业者在AI芯片供应链中的地位。
辉达研究院首席研究科学家Nikola Nedovic表示,公司已取得OOI原型样品,正针对未来产品进行评估,但商业化仍有技术问题尚待解决。
OOI尚无量产时程 2030年后才可能导入
目前辉达并未公布OOI的商业化或量产时间表。业界人士认为,中短期内这项技术不会对中国光通信产业造成明显影响,辉达预计2028年推出的Feynman架构仍将采用CPO方案,OOI真正进入量产阶段可能要等到2030年以后。
相较之下,辉达第一代CPO技术已开始进入规模化量产阶段。辉达8月14日通过官方社群帐号宣布,全球首款每信道200G的共同封装光学(CPO)以太网路交换器系统已全面量产。
供应链方面,该系统由Lumentum( LITE-US ) 提供雷射芯片、天孚通信( 300394-CN ) 负责雷射器模块子组件组装、台积电( 2330-TW ) 提供硅光子制程、硅品负责封装,最后由鸿海( 2317-TW ) 完成系统集成。首批客户包括CoreWeave、Lambda及甲骨文。
辉达10月21日在GTC柏林大会上进一步宣布,将与硅品等合作伙伴扩大CPO光引擎产能,目标在2027年年中提升至目前的15倍,并在2028年底前再扩大一倍。若两阶段目标均顺利达成,产能将较目前增加约30倍。
光互连技术路线并存 供应链价值重新分配
从产业发展来看,光互连技术正逐步从传统可插拔光模块,朝向线性可插拔光学(LPO)、近封装光学(NPO)及CPO等方向演进,未来再进一步发展至OOI。不过,目前各种技术方案仍处于并行发展阶段,尚未全面由单一技术取代。
中国业者目前在NPO领域进展较快,海外业者则以辉达为代表,积极推进CPO技术。剑桥科技副总经理暨首席技术官赵海波指出,机柜内的Scale-up互连目前仍以铜缆为主,但在跨机柜应用中,光传输正逐步取代铜缆,传统可插拔光模块明年仍将是市场主力。
他也表示,在单波100G方案中,并不需要导入NPO或CPO,光模块的产品形态仍将随技术演进而调整。
随着光互连架构持续升级,产业链的价值分配也正在改变。传统可插拔光模块时代,价值主要集中在光模块与光芯片;进入CPO时代后,产业价值则逐渐转向硅光子芯片、先进封装、外置光源、无源组件,以及散热与测试等环节。