為什么說(shuō)嵌入式光模塊是驅(qū)動(dòng)AI時(shí)代算力革命的核心引擎?
在人工智能以指數(shù)級(jí)速度重塑全球產(chǎn)業(yè)格局的背景下,芯片與數(shù)據(jù)中心內(nèi)部正在發(fā)生的“光互聯(lián)革命”,正悄然重塑算力競(jìng)爭(zhēng)的底層邏輯。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Counterpoint Research最新報(bào)告顯示,以O(shè)BO、NPO和CPO為代表的嵌入式光模塊,將在2033年前以50%的年復(fù)合增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),成為支撐下一代AI系統(tǒng)與高帶寬計(jì)算架構(gòu)的核心基礎(chǔ)設(shè)施。
從銅纜到全光化:芯片級(jí)的互聯(lián)技術(shù)革新
傳統(tǒng)可插拔光模塊與銅纜主導(dǎo)的時(shí)代正加速邁向終結(jié)。自2016年起,可插拔光模塊雖已得到廣泛應(yīng)用,但在人工智能對(duì)算力密度與能源效率提出極致要求的背景下,其傳輸瓶頸日益凸顯。而嵌入式光模塊的崛起,正推動(dòng)一場(chǎng)從“電互聯(lián)”到“光互聯(lián)”的根本性變革。
“這場(chǎng)從銅纜到光互聯(lián)的變革,如同從ADSL升級(jí)至FTTH光纖寬帶,但其發(fā)生在芯片內(nèi)部。”Counterpoint副研究總監(jiān)LeoLiu如此描述。其中,板上光模塊(OBO)作為第一階段的代表,2023年已由AOI等多家廠商實(shí)現(xiàn)商業(yè)化部署;而共封裝光模塊(CPO)將光收發(fā)器直接封裝于交換芯片周邊,使整個(gè)傳輸層近乎實(shí)現(xiàn)“全光化”,被視為推動(dòng)AI計(jì)算實(shí)現(xiàn)代際躍升的關(guān)鍵技術(shù)。
漸進(jìn)式發(fā)展路徑下的巨大潛力
盡管NVIDIA、Intel、Marvell、Broadcom等芯片巨頭已積極推進(jìn)CPO的研發(fā)與落地,Counterpoint仍指出,CPO與近封裝光模塊(NPO)的大規(guī)模應(yīng)用仍需經(jīng)歷漸進(jìn)式發(fā)展過(guò)程。
報(bào)告預(yù)測(cè),至2027年,NPO與CPO的規(guī)模化部署將推動(dòng)集成光互聯(lián)市場(chǎng)收入實(shí)現(xiàn)三位數(shù)增長(zhǎng),其在出貨容量中的占比亦將首次突破10%;到2033年,全球光模塊市場(chǎng)超半數(shù)的營(yíng)收與出貨容量將來(lái)自集成式半導(dǎo)體光I/O解決方案。
值得關(guān)注的是,這一漸進(jìn)式演進(jìn)過(guò)程中蘊(yùn)含著顯著的性能躍升潛力。Counterpoint研究員DavidWu表示,從OBO、NPO到CPO的技術(shù)演進(jìn),不僅減少了銅纜使用量,更將帶來(lái)非線性的性能突破——從當(dāng)前方案到3DCPO,性能提升或可高達(dá)80倍。這意味著,每一輪技術(shù)迭代都將為AI大模型、超算集群等場(chǎng)景提供更強(qiáng)的算力支撐。
銅纜逐步退場(chǎng)與光互聯(lián)的主導(dǎo)趨勢(shì)
隨著AI系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的電力消耗持續(xù)攀升,“少銅多光”的架構(gòu)趨勢(shì)愈發(fā)顯著。銅纜因傳輸效率低、能耗高的固有缺陷,正逐步退出算力核心應(yīng)用領(lǐng)域;而光互聯(lián)憑借高帶寬、低損耗、長(zhǎng)距離傳輸?shù)奶烊粌?yōu)勢(shì),已成為未來(lái)算力架構(gòu)的必然選擇。
從OBO的初步商用,到NPO的規(guī)模落地,再到CPO引領(lǐng)的全光化時(shí)代,嵌入式光模塊的演進(jìn)路徑清晰表明:光互聯(lián)不僅是技術(shù)層面的升級(jí),更是支撐人工智能可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)2033年超半數(shù)光模塊市場(chǎng)被集成式方案主導(dǎo)時(shí),這場(chǎng)始于芯片內(nèi)部的“光革命”,或?qū)⒅厮苷麄€(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的算力底座。
隨著2025年先進(jìn)激光及工業(yè)光電展等行業(yè)盛會(huì)的臨近,嵌入式光模塊的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)落地進(jìn)程將進(jìn)一步加速,為AI時(shí)代的算力競(jìng)賽注入新的動(dòng)力。
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MIT突破光電芯片封裝技術(shù)難題:引領(lǐng)下一代計(jì)算與通信產(chǎn)業(yè)變革
在全球數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的背景下,如何實(shí)現(xiàn)光子芯片與電子芯片在單一封裝內(nèi)的高效集成,已成為制約下一代計(jì)算與通信技術(shù)規(guī)?;l(fā)展的核心議題。麻省理工學(xué)院(MIT)材料科學(xué)與工程系ThomasLord講席教授、微光子學(xué)中心主任LionelKimerling指出:“在單一封裝內(nèi)達(dá)成光子學(xué)與電子學(xué)的集成,其戰(zhàn)略意義堪比21世紀(jì)的‘晶體管’技術(shù)。若無(wú)法攻克這一核心挑戰(zhàn),該領(lǐng)域的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將無(wú)從推進(jìn)。”為應(yīng)對(duì)此挑戰(zhàn),MIT新組建了由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的FUTUR-IC研究團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、MIT材料研究實(shí)驗(yàn)室首席研究科學(xué)家AnuAgarwal明確表示:“團(tuán)隊(duì)的核心目標(biāo)是構(gòu)建資源高效的微芯片產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈,為行業(yè)發(fā)展提供底層技術(shù)支撐。”
2025-08-29
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超精密光學(xué)鏡片的關(guān)鍵制備環(huán)節(jié):精密光學(xué)鍍膜技術(shù)的核心價(jià)值與應(yīng)用分析
在超精密光學(xué)鏡片的全生命周期制造流程中,材料篩選構(gòu)建基礎(chǔ)性能、精密加工保障幾何精度、專業(yè)測(cè)試驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量,而光學(xué)鍍膜作為最終工序,堪稱實(shí)現(xiàn)鏡片性能躍升的“關(guān)鍵一躍”。該工序并非簡(jiǎn)單的表面覆蓋處理,而是通過(guò)在原子尺度上精準(zhǔn)調(diào)控膜層厚度、材料組成及微觀結(jié)構(gòu),使加工完成的基片滿足最終光學(xué)系統(tǒng)對(duì)超高透射率、超高反射率、特定分光比及極端環(huán)境穩(wěn)定性等核心指標(biāo)的要求。當(dāng)前,超精密光學(xué)鍍膜技術(shù)已形成多技術(shù)路徑并行發(fā)展的格局,各技術(shù)體系在性能、成本及應(yīng)用場(chǎng)景上各具特色,共同支撐航空航天、量子科技、高端制造等領(lǐng)域的技術(shù)突破。
2025-08-29
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什么是水復(fù)合激光加工技術(shù)?高端制造領(lǐng)域熱損傷難題的創(chuàng)新解決方案
水復(fù)合激光加工技術(shù)以水為核心輔助介質(zhì),通過(guò)“冷卻-沖刷-導(dǎo)光”的多機(jī)制協(xié)同作用,構(gòu)建了三類差異化技術(shù)體系,為精密制造領(lǐng)域提供了覆蓋“經(jīng)濟(jì)實(shí)用”至“高精度高效能”的全場(chǎng)景技術(shù)方案,對(duì)推動(dòng)高端制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
2025-08-29
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水導(dǎo)激光加工碳化硅高深徑比微孔的技術(shù)研究與工藝優(yōu)化
碳化硅作為一種具備高硬度、高耐磨性及優(yōu)異熱學(xué)、電學(xué)性能的先進(jìn)材料,在航空航天、半導(dǎo)體器件、新能源裝備等高端制造領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而,其硬脆特性使得高深徑比微孔(深徑比≥10:1)加工面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),傳統(tǒng)加工工藝如機(jī)械鉆孔、電火花加工、超聲加工等,普遍存在刀具磨損嚴(yán)重、加工精度低、表面質(zhì)量差或加工效率不足等問(wèn)題,難以滿足高端領(lǐng)域?qū)μ蓟栉⒖讟?gòu)件的嚴(yán)苛要求。在此背景下,水導(dǎo)激光加工技術(shù)融合激光高能量密度與水射流冷卻排屑的雙重優(yōu)勢(shì),為突破碳化硅微孔加工瓶頸提供了創(chuàng)新技術(shù)路徑,相關(guān)工藝參數(shù)的優(yōu)化研究對(duì)推動(dòng)該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。
2025-08-28