在人工智能生成內容(AIGC)時代加速推進的背景下,智算中心對光互聯技術的需求日益迫切。AIGC的興起使得大模型參數呈指數級增長,數據中心算力需求激增,傳統電互聯逐漸暴露出帶寬、功耗及時延方面的瓶頸。光互聯技術憑借其高帶寬、低功耗、低時延的優勢,正迅速成為支撐智算中心高效運行的“神經網絡”。
近日,凌云光在第十四屆“硅基光電子技術及應用”暑期學校中發表了題為《智算中心光互聯技術進展》的主題報告,詳細梳理了光互聯技術的發展脈絡,并聚焦于Scale-Out與Scale-Up架構下的核心演進路徑。報告深入解析了可插拔光模塊、共封裝光學(CPO)、線性驅動可插拔光學(LPO)等關鍵技術,以及光電路交換(OCS)應用和光子引線鍵合(PWB)、玻璃通孔(TGV)等先進封裝工藝。
AIGC時代對智算中心的光互聯網絡提出了“兩高兩低”的要求:高帶寬、高可靠、低功耗和低時延。隨著AI大模型參數的迅速擴展,網絡帶寬成為核心瓶頸,而網絡的高可靠性、低功耗和低時延特性也是確保AI模型訓練順利進行的關鍵。為滿足這些需求,AI網絡架構普遍采用數據并行、流水線并行與張量并行等策略,并分為Scale-Up和Scale-Out兩種架構。

在Scale-Out網絡方面,可插拔光模塊與CPO技術的協同演進成為關注焦點。隨著AI模型的快速迭代,全球光模塊市場迎來爆發式增長,400G與800G光模塊成為主流,而1.6T和3.2T光模塊也在加速研發。Retimed可插拔光模塊、LPO、線性接收光學(LRO)和多芯光纖(MCF)光模塊等技術的不斷發展,進一步優化了功耗與密度。同時,OIF已啟動“High Density Connector”項目,推動前端可插拔與近封裝光學(NPO)的發展。
CPO技術通過將光芯片與交換芯片封裝在同一基板上,顯著提升了帶寬密度和能效。Nvidia等企業在CPO方面取得了重要進展,但其產業鏈成熟度、生態兼容性及可維護性仍有待提升。相比之下,LPO在功耗表現上達到當前可插拔形態中的最佳水平,但擴展性受限。單Lane 400Gbps技術的突破也為未來高速光互聯提供了重要支撐。
在Scale-Up網絡方面,光I/O(OIO)的崛起成為突破傳統電互聯瓶頸的關鍵方向。OIO通過將光芯片與計算芯片共封裝于同一基板,實現了更高的帶寬密度、更低的延遲與功耗。Google等企業在Scale-Up架構中引入了基于OCS與可插拔光模塊的OIO方案,并逐步實現從400G、800G到1.6T的演進。同時,Ayar Labs、Avicena和TSMC等企業也在光電合封方向取得了重要進展。
除了上述光互聯技術外,空芯光纖和長距相干傳輸等先進光技術也值得關注。空芯光纖以其低時延、低非線性、低損耗和寬譜特性,在超算、數據中心互聯(DCI)和海纜等應用中展現出巨大潛力。而長距相干傳輸技術的創新方案則實現了更為高效的大容量長距傳輸,大大提升了長距離通信的穩定性和性能。
面對高速光互聯技術的加速演進,凌云光圍繞光模塊測試與光電芯片設計封裝,構建了一套完整的解決方案。在高速光模塊產線測試方面,凌云光推出了面向800G/1.6T IMDD模塊的自動化測試方案,實現了高效分選與穩定交付。在光電子集成芯片測試方面,凌云光構建了高精度測試體系,適用于硅光/InP等多平臺芯片的全波段分析。在光電子集成芯片封裝方面,凌云光重點布局PWB與TGV兩大核心技術,支撐高密度光電集成需求。

當前,光互聯正邁入新階段,模塊形態不斷演進,封裝集成技術持續升級,網絡架構也在重構。凌云光以其深厚的技術布局,積極參與并引領這一技術浪潮,為AIGC時代智算中心的高效運行提供核心支撐。






