2026-08-28
国内首家光互连独角兽的崛起与未来展望
2026年8月14日,光互连技术首次以量产形式被纳入英伟达的产品系列中,标志着一个新纪元的开启。英伟达的Spectrum-X以太网硅光交换机当年5月至7月间全面投入生产,这一产品是全球首款基于共封装光学技术(CPO)打造的交换机,同时也是英伟达下一代人工智能超级计算集群的关键组成部分。近年来,英伟达的创新步伐似乎屡遭阻碍,旗舰计算平台Vera Rubin因海力士的HBM4内存而延迟重做,而一款米级机架解决方案Kyber NVL144更是因PCB良率问题推迟到了2028年。造成这些推迟的原因多种多样,然而共通的原因在于,随着传统半导体芯片摩尔定律的失效,芯片周边的部件开始逐渐承担起快速通信的重任,致力于将多个芯片结合成一个虚拟的“超级芯片”。这种转变虽然促进了算力的提升,但也引发了效率的下降,例如在进行大规模模型训练时,数据传输的时间占据了30%到50%的训练时长,数据中心的能耗中,90%都用到了数据搬运。未来的挑战更为严峻:芯片算力提升呈现面积级增长,而互联带宽的提升仅为边长级增长,两者之间的增长率差异显著。
为应对这一局面,光互连技术应运而生。2026年3月,英伟达对三家光通信企业投资了60亿美元,同时将互连层视为影响英伟达整体收入的关键因素。Spectrum-X交换机的推出,也体现了英伟达AI集群的最新动态:单端口的功耗降至9瓦,激光器数量削减四倍,使得整个集群的交换功能全面转向光通信。黄仁勋在2023年6月的GTC Taipei大会上透露,英伟达未来将继续推进微环调制器(MRM)技术的发展,以最终实现光学输入输出(OIO)能力。在整个系统中,硅光微环调制器是最核心的组件,凭借其小巧的尺寸和极低的功耗,提升了可密集部署能力。得益于MRM的引入,整个交换机的带宽最高超过400Tb/s,0.1秒内便可传输5TB的数据,信号质量提升更是数十倍。
然而,光通信技术的演进并未止步于交换侧的提升。微环调制器的最终目的是实现芯片之间的光学输入输出,连接起成千上万颗高算力芯片,为AI算力的提升创造机会。尽管这一目标似乎遥不可及,但光联芯科的联合创始人兼CEO陈超对此表示乐观,他认为OIO将在超节点架构中迅速推开,预计三到五年便可实现。最近,该公司完成了近10亿元的A+轮融资,成为全球光互连领域的新独角兽,而其终极愿景正是搭建基于微环调制器的光学系统。
光通信的未来犹如一条高速公路,不同代际之间则对应着不同的接入层次:从LPO(线性驱动光模块)、NPO(近封装光学)、CPO(共封装光学)到OIO(光学输入输出),可谓绕城的“城市规划”。当前,部署的可插拔方案似乎像是机柜后面插着一个大U盘,而OIO的最终理想则是将这一功能直接整合到核心算力芯片上,打破现有光通信的结构,使之成為一条独立的高效光链路。通过光电转换点的贴近性,互连效率将极大提升。
光通信行业的初衷是稳步推进,然而AI的迅猛发展促使人们加速变革,从而实现一跃而至的目标。尽管OIO的构建难度极大,但成功后的收益同样不可估量。这一过程需要将光通信系统从外部器件压缩至芯片级产品,无法像传统路径那样分工合作制作光源、调制器等组件。必须在光电芯片协同设计、工艺良率及先进封装等多个环节实现紧密协作,最终形成合乎标准的芯片级产品。随着对前沿技术的需求日益增长,团队也面临前所未有的挑战。