瑞银近期在参加半导体论坛后发现,在 AI 数据中心功耗飙升、铜缆传输瓶颈日益明显的背景下,共封装光学 CPO 正在成为下一阶段 AI 基础设施升级的关键路径。
9 月 13 日,据追风交易台消息,瑞银在最新研报中称,共封装光学 ( CPO ) 技术趋势今年变得 " 尤为清晰 ",行业专家预测功耗优化将在 2028 年达到关键节点。
研报指出,博通、Ayar Labs 与 Lumentum 三位专家在半导体论坛上的发言表明,CPO(共封装光学)正逐步突破功耗与集成瓶颈,或将在 2028-2029 年开启 AI 服务器互连的大规模应用。
博通表示,目前阻碍 CPO 全面替代铜缆的关键是其能耗仍高于 10 皮焦 / 比特(pJ/bit),但预计 2028 年中期解决方案将降至 10 皮焦 / 比特以下,2029 年先进方案可低至 5 皮焦 / 比特。届时,CPO 将真正具备大规模部署能力。
Ayar Labs 则强调 AI 数据中心功耗急剧上升推动 CPO 需求,计划通过光学 I/O 解决方案将 576 GPU 系统的机架功耗限制在 100kW 以内。Lumentum 则表示,凭借其在化合物半导体材料和超高功率激光器方面的技术优势,为下一代 3.2T 光接口铺路。
博通:CPO 能耗将于 2029 年降至 5pJ/bit 以下,铜缆已临界
Broadcom 首席技术专家 =Tzu Hao Chow 表示,AI 服务器网络的 " 横向扩展 " 已普遍采用可插拔光模块,并逐步向 CPO 过渡。而 " 纵向扩展 " 仍依赖铜缆,但面临显著物理极限——当单通道速率从 100G 提升到 200G 时,铜缆的有效传输距离从 4 米缩短至 2 米,即便加装中继芯片,提升也极为有限。
Chow 指出,目前阻碍 CPO 全面替代铜缆的关键是其能耗仍高于 10 皮焦 / 比特(pJ/bit),但预计 2028 年中期解决方案将降至 10 以下,2029 年先进方案可低至 5 pJ/bit。届时,CPO 将真正具备大规模部署能力。
他还对比了博通自研的两种光模块技术:硅光(SiPh)方案与 VCSEL 方案。
SiPh 在带宽、传输距离(可达 2 公里)和功耗上更具优势,适合数据中心互连;而 VCSEL 在成本和短距传输(30 米以内)方面依然占据一席之地。
Ayar Labs:AI 数据中心耗电爆表,CPO 是唯一路径
Ayar Labs 创始人 Mark Wade 直指痛点:"Meta 的新型 Hyperion 数据中心将在 2030 年耗电达 2GW,2035 年更升至 5GW,相当于路易斯安那州全州居民用电的 1.5 倍。"
他表示,AI 训练任务的指数级增长使得数据中心机架功耗成为制约扩容的瓶颈。Ayar Labs 的 CPO 方案,包括 TeraPHY 光学 I/O 芯粒与 SuperNova 多波长光源,将使得:
单机架部署 576 颗 GPU 系统功耗控制在 100kW(2027 年)
即使扩展至 2048 颗 GPU,也能将单架功耗稳定在 100kW 以内(2029 年)
此外,Wade 认为 AI 硬件正在从 " 叙事 " 转向 " 水管 " 阶段,即底层互连和电力系统的基础设施化。他强调,光 I/O 技术将使 AI 计算效率(tokens/sec)与成本比(throughput/$)同时提升,真正实现性能与盈利的双赢。
目前 Ayar 已获得来自 AMD、英伟达、英特尔与台积电的投资,并与 Alchip 合作,在台积电 COUPE 平台上推动光学集成。
Lumentum:VCSEL 技术成熟,正为 3.2T 光接口铺路
在更靠近器件层面,Lumentum 首席光子专家 Matt Sysak 强调,该公司拥有从砷化镓(GaAs)到磷化铟(InP)等复合半导体材料的深厚积累,并可提供 MEMS 光开关、高速激光器等核心器件。
英伟达正采用 Lumentum 的超高功率激光器作为其 Spectrum-X CPO 交换机的光引擎,标志着传统 GPU 巨头已在网络基础设施中全面引入光技术。
Lumentum 最新发布的 PAM4 调制激光器(400G/448G/450G)及分布反馈调制器(DFB-MZI)正为下一代 3.2T 光接口奠定基础。
同时,其在 FaceID 场景下累计出货超千亿数量级的 VCSEL 激光器,也在服务器集群中展示出高可靠性与低成本优势,适合短距规模化互连。
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