瑞銀近期在參加半導(dǎo)體論壇后發(fā)現(xiàn),在AI數(shù)據(jù)中心功耗飆升、銅纜傳輸瓶頸日益明顯的背景下,共封裝光學(xué)CPO正在成為下一階段AI基礎(chǔ)設(shè)施升級的關(guān)鍵路徑。
9月13日,據(jù)追風(fēng)交易臺消息,瑞銀在最新研報中稱,共封裝光學(xué)(CPO)技術(shù)趨勢今年變得"尤為清晰",行業(yè)專家預(yù)測功耗優(yōu)化將在2028年達(dá)到關(guān)鍵節(jié)點。
研報指出,博通、Ayar Labs與Lumentum三位專家在半導(dǎo)體論壇上的發(fā)言表明,CPO(共封裝光學(xué))正逐步突破功耗與集成瓶頸,或?qū)⒃?028-2029年開啟AI服務(wù)器互連的大規(guī)模應(yīng)用
博通表示,目前阻礙CPO全面替代銅纜的關(guān)鍵是其能耗仍高于10皮焦/比特(pJ/bit),但預(yù)計2028年中期解決方案將降至10皮焦/比特以下,2029年先進(jìn)方案可低至5皮焦/比特。屆時,CPO將真正具備大規(guī)模部署能力。
Ayar Labs則強調(diào)AI數(shù)據(jù)中心功耗急劇上升推動CPO需求,計劃通過光學(xué)I/O解決方案將576 GPU系統(tǒng)的機架功耗限制在100kW以內(nèi)。Lumentum則表示,憑借其在化合物半導(dǎo)體材料和超高功率激光器方面的技術(shù)優(yōu)勢,為下一代3.2T光接口鋪路。
博通:CPO能耗將于2029年降至5pJ/bit以下,銅纜已臨界
Broadcom首席技術(shù)專家=Tzu Hao Chow表示,AI服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的“橫向擴(kuò)展”已普遍采用可插拔光模塊,并逐步向CPO過渡。而“縱向擴(kuò)展”仍依賴銅纜,但面臨顯著物理極限——當(dāng)單通道速率從100G提升到200G時,銅纜的有效傳輸距離從4米縮短至2米,即便加裝中繼芯片,提升也極為有限。
Chow指出,目前阻礙CPO全面替代銅纜的關(guān)鍵是其能耗仍高于10皮焦/比特(pJ/bit),但預(yù)計2028年中期解決方案將降至10以下,2029年先進(jìn)方案可低至5 pJ/bit。屆時,CPO將真正具備大規(guī)模部署能力。
他還對比了博通自研的兩種光模塊技術(shù):硅光(SiPh)方案與VCSEL方案。
SiPh在帶寬、傳輸距離(可達(dá)2公里)和功耗上更具優(yōu)勢,適合數(shù)據(jù)中心互連;而VCSEL在成本和短距傳輸(30米以內(nèi))方面依然占據(jù)一席之地。Ayar Labs:AI數(shù)據(jù)中心耗電爆表,CPO是唯一路徑
Ayar Labs創(chuàng)始人Mark Wade直指痛點:“Meta的新型Hyperion數(shù)據(jù)中心將在2030年耗電達(dá)2GW,2035年更升至5GW,相當(dāng)于路易斯安那州全州居民用電的1.5倍?!?/p>
他表示,AI訓(xùn)練任務(wù)的指數(shù)級增長使得數(shù)據(jù)中心機架功耗成為制約擴(kuò)容的瓶頸。Ayar Labs的CPO方案,包括TeraPHY光學(xué)I/O芯粒與SuperNova多波長光源,將使得:
單機架部署576顆GPU系統(tǒng)功耗控制在100kW(2027年)即使擴(kuò)展至2048顆GPU,也能將單架功耗穩(wěn)定在100kW以內(nèi)(2029年)
此外,Wade認(rèn)為AI硬件正在從“敘事”轉(zhuǎn)向“水管”階段,即底層互連和電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施化。他強調(diào),光I/O技術(shù)將使AI計算效率(tokens/sec)與成本比(throughput/$)同時提升,真正實現(xiàn)性能與盈利的雙贏。
目前Ayar已獲得來自AMD、英偉達(dá)、英特爾與臺積電的投資,并與Alchip合作,在臺積電COUPE平臺上推動光學(xué)集成。
Lumentum:VCSEL技術(shù)成熟,正為3.2T光接口鋪路
在更靠近器件層面,Lumentum首席光子專家Matt Sysak強調(diào),該公司擁有從砷化鎵(GaAs)到磷化銦(InP)等復(fù)合半導(dǎo)體材料的深厚積累,并可提供MEMS光開關(guān)、高速激光器等核心器件。
英偉達(dá)正采用Lumentum的超高功率激光器作為其Spectrum-X CPO交換機的光引擎,標(biāo)志著傳統(tǒng)GPU巨頭已在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中全面引入光技術(shù)。
Lumentum最新發(fā)布的PAM4調(diào)制激光器(400G/448G/450G)及分布反饋調(diào)制器(DFB-MZI)正為下一代3.2T光接口奠定基礎(chǔ)。
同時,其在FaceID場景下累計出貨超千億數(shù)量級的VCSEL激光器,也在服務(wù)器集群中展示出高可靠性與低成本優(yōu)勢,適合短距規(guī)?;ミB。