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在人工智能算力需求以惊人速度持续攀升的当下,数据传输与处理的效率已成为制约智能计算发展的关键瓶颈。在此背景下,1.6T光模块凭借其超高速率与低延迟特性,正从技术验证阶段迈向规模化商用,尤其与GB300等新一代算力架构深度融合后,已成为支撑超大规模数据中心构建下一代智能计算网络的核心基础设施,为AI大模型训练与实时推理提供不可或缺的光联接保障。
技术支撑:硅光与CPO双线并行
1.硅光方案:低成本与高集成的平衡术
硅光技术在1.6T时代正以硬核实力重塑光通信产业格局。其核心突破在于通过CMOS工艺将电子与光子器件直接集成于单芯片,这种“光电融合”的底层创新,直接解决了传统分立器件在高速信号传输中的损耗与延迟难题,为光模块性能跃迁提供了物理层支撑。
产业端,中际旭创、新易盛等头部厂商通过垂直整合实现硅光模块自主可控,且量产良率突破95%。值得关注的是,中际旭创1.6T模块采用的薄膜铌酸锂调制器技术,在200G单波速率下实现50%传输效率提升,同时将功耗压至14W。这一数据直接击穿了CPO方案的成本效益平衡点,证明硅光技术已具备颠覆性竞争优势。
架构端,线性驱动可插拔(LPO)技术通过砍掉DSP芯片这一“功耗大户”,用模拟信号处理实现30%能耗下降,且经英伟达GB200平台实测验证,为AI集群的能效比优化提供了新范式。而“SiPh+LNOI”异质集成方案则展现出精妙的工程智慧:在硅基衬底上嵌入铌酸锂调制器,既保留了硅光工艺的成熟度,又获得了铌酸锂材料的高电光系数,这种“鱼和熊掌兼得”的设计,精准卡位了数据中心中短距传输的市场需求。
2.CPO方案:超低时延的“终极方案”
CPO技术就像给光通信装上了一台“超级引擎”,它把光引擎和交换芯片直接焊在同一块基板上,彻底打破了传统光模块里光和电“分居两地”的尴尬局面。这种设计让信号传输从“翻山越岭”变成了“直通高速”,英特尔用EMIB技术已经能在指甲盖大小的面积里塞进50个光通道,单机架的交换容量直接冲上100Tbps——这相当于把过去需要一整个机房才能处理的数据流,现在塞进了一个机柜,对AI训练这种需要海量数据“狂奔”的场景来说,简直是雪中送炭。
博通的测试数据更实在:CPO方案比传统的QSFP-DD模块省电40%,每比特能耗压到了1.5pJ/bit以下,时延还控制在1微秒以内。要知道,AI大模型训练时,参数更新就像千万人同时传递消息,任何一点延迟都会像交通堵塞一样让效率暴跌,CPO的“低能耗+超低时延”组合,刚好卡在了AI集群最需要的痛点上。
但现实总没那么完美。台积电现在做硅光晶圆,良率才65%,这就像做100个零件,有35个是残次品。问题出在光耦合精度上——光芯片和电芯片的材料“脾气”不一样,热胀冷缩的系数差得远,导致光信号传输时损耗波动能达到±2dB,而传统可插拔模块的标准是±0.5dB。这就好比同样走一条路,CPO有时顺畅有时颠簸,稳定性差了一大截。
更头疼的是运维。CPO模块一旦出故障,修起来要72小时,是可插拔方案的6倍。金融数据中心这种“分秒必争”的场景,系统停机一小时可能损失上千万,现在修个模块要三天,谁敢轻易用?这就像买了一辆超级跑车,加速快得惊人,但一旦抛锚,拖车都要拖半天,用起来总得提心吊胆。
CPO的技术方向没错,它确实代表了光通信的未来,但良率提升和运维优化这两座大山,还得靠材料、制造、故障预测等领域的持续突破。现在就像站在技术革命的门槛上,前面是光明的未来,但脚下的台阶还得一步步踩实。
1.6T 光模块成本分析
1.6T光模块现在就像个“昂贵的奢侈品”,刚上市时价格高得让人直咂嘴——可插拔模块每个端口要1200美元,CPO方案更是直接飙到2800美元。这价格差距,就像普通轿车和豪华跑车的区别,虽然性能强,但买单时钱包得先“瘦身”。
拆开成本账单看,光芯片占了大头,超过40%,DSP芯片更是占到30%-50%。这就像做一道菜,主料和调料都贵得离谱,菜价自然下不来。硅光方案本来被寄予厚望,它通过单片集成激光器、调制器,把组件数量砍了不少,本想着能省点钱,结果高端晶圆成本还是居高不下,就像想省钱买了个组装家具,结果发现板材本身就贵得离谱。
CPO方案更“烧钱”——因为要配液冷系统和专用交换机,总拥有成本(TCO)比可插拔模块高出60%。这就像买了辆电动车,车价不便宜,充电桩还得自己建,算下来比燃油车还贵。业内预计,到2026年,CPO方案也就在10%的超大规模数据中心场景里能有点成本优势,其他场景还是“贵得用不起”。
不过,降本的路也不是完全堵死了。材料创新方面,薄膜铌酸锂(TFLN)调制器是个“潜力股”,带宽超过200GHz,能支持单波200Gbps传输,而且随着天通股份6英寸产线量产,晶圆成本已经降了30%。这就像手机芯片从7nm升级到5nm,性能提升的同时,成本还降了,用户自然乐意买单。
封装优化也有门道。现在有人尝试把裸芯片直接封装到PCB板上,比传统封装方式能降低15%功耗,还能提升连接性能。这就像把发动机直接装在车架上,省去了中间传动环节,效率更高,油耗更低。
供应链国产化更是关键。源杰科技的100G EML芯片、仕佳光子的PLC分路器等关键组件已经实现突破,不再完全依赖进口。这就像以前买手机屏幕得从国外进口,现在国内厂商也能生产高质量屏幕,成本自然能降下来。
1.6T光模块现在虽然贵,但降本的路已经越走越宽。只要材料、封装、供应链这些环节持续突破,未来它也能从“奢侈品”变成“大众消费品”,让更多数据中心用得起、用得好。
头部厂商技术突破
中际旭创—硅光领域的“绝对王者”
2025年Q2产能利用率达95%,泰国工厂月产能提升至50万只,1.6T模块市场份额超50%。其自研硅光模块良率95%,能耗较竞争对手低40%,且通过“零关税”泰国基地巩固全球竞争力。
新易盛—LPO技术的“颠覆者”
全球首款800G LPO模块通过英伟达验证,1.6T产品亮相OFC 2025。通过收购Alpine Optoelectronics实现硅光芯片自主封装,毛利率提升至44.88%,越南工厂投产将进一步释放产能。
华工科技—技术储备深厚的“挑战者”
自研单波200G硅光芯片,核心芯片自供率70%,1.6T模块功耗较传统方案降低30%。与台积电合作开发3nm硅光工艺,2025年出货量预计达50万-100万支。
市场驱动,2026 年或成分水岭
需求爆发:英伟达GB300平台将1.6T模块配比提升至1:9,带动全球出货量突破500万只。
技术渗透:硅光方案市占率预计从2025年的20%提升至2026年的40%,CPO在AI训练集群渗透率或超15%。
标准统一:英伟达提出的“可插拔CPO”架构(光引擎与交换芯片物理分离但电气直连),可能成为行业妥协方案,平衡性能与可维护性。
结语
1.6T光模块的竞争,本质是技术路线与成本结构的博弈。硅光技术凭借成熟产业链和成本优势,将主导中短期市场;CPO则以超低时延和能效,在AI训练集群等高端场景开辟新赛道。对于投资者而言,关注头部厂商的产能利用率、客户订单落地及二线厂商的差异化技术突破,将是把握这一轮算力革命的关键。
(数据来源:新浪财经、腾讯云、东方财富网等公开信息,截至2025年7月)
(来源:芯片与热管理)
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