世界太吵,來原聲聽播客

老石談芯

光刻機已經到了人類工程極限,卻仍鎖不住微環芯片的波長

硅光學界曾判定微環因波長漂移無法量產,這家公司造了一臺激光退火修條設備,把波長良率做到99%,繞開了對頂級光刻機的依賴。

光互聯CPO微環芯片算力瓶頸半導體制造AI基礎設施
把CPO/OIO從概念講到了具體工藝坑:微環良率、激光光源成本、電芯片驅動電壓,都是公開報道里很少拆開講的細節。

核心論點 · 點時間戳可跳到原聲

5:02

算力增長遠超銅線承載力

過去十年全球算力增長了約一億倍,幾乎每年翻十倍,但芯片面積只能按邊長的平方增長,用來傳輸數據的「邊」增長天然更慢。當帶寬需求變成原來的十倍、百倍甚至千倍時,銅已經完全搞不定,互聯第一次從計算的附屬品變成了決定AI集群效率和能效的核心節點。

15:09

微環比MZI小兩個數量級,催生寬而慢設計

傳統馬赫曾德爾(MZI)調製器尺寸在3毫米左右,微環調製器直徑只有15微米左右,相差兩個多數量級。MZI受限於邊緣排布,只能靠不斷提高單通道速率來堆帶寬;微環因為夠小,可以像撒芝麻一樣鋪滿整顆芯片,改用大量低速通道並行,反而做出更高的總帶寬密度和更低功耗。

22:16

性能再好,沒法量產也白搭

微環在實驗室裡表現優異,用可調激光器對準它就能做出很好的發射機,但量產時採購的激光器波長和每顆微環的響應波長對不上,根本沒法規模化製造。導師的判斷是這個東西性能雖然很好,但是沒法被量產,原因是微環的波長天生就會隨意飄動,這是產業長期不敢all in微環的核心顧慮。

— 張維薇
24:18

光刻精度已到極限,仍鎖不住相位

常規思路是靠更好的光刻機把線寬做準來壓住波長漂移,但即便做到0.5納米甚至1納米精度——已是人類工程極限——對精密光學器件來說這點抖動仍可感知、仍會導致相位偏移。他因此決定放棄在光刻環節死磕精度,把「把線寬做準」和「把波長調準」拆成兩件事,另造一臺設備專門校正每個微環的相位。

— 張維薇
29:25

修條設備把波長良率做到99%

這臺命名為智威1000E的設備,用上萬個脈衝激光逐點掃描芯片上的非晶化硅區域,以皮米級精度把每個微環的波長拉到目標值,在微環波長這一個單項指標上把良率做到了99%。這意味著微環製造不再必須依賴EUV等頂級光刻機,給了用成熟工藝節點量產微環芯片的可能性。

— 張維薇
33:33

一顆激光器3000美元,逼出自研光源

每個微環對應一個波長,一組8通道微環理論上需要8顆單獨挑選波長的窄線寬DFB激光器,但這種定製光源一顆報價約3000美元,而且8顆激光器並排放會互相發熱、不能靠堆高功率解決,拆分又會損傷器件性能。團隊最終自研梳狀激光器,讓一顆激光器直接產出8個甚至16個波長,大幅壓低了光源環節的成本和複雜度。

39:37

電芯片是GPU和光之間的翻譯官

GPU自帶的SerDes是為驅動50歐姆阻抗的銅線設計的,電壓大概400到800毫伏,但微環是非線性器件,需要1.6到2伏甚至更高的驅動電壓、特定的反偏電壓,還對溫度極其敏感,需要實時鎖定波長——這些GPU原生都不具備。團隊專門做了一顆電芯片夾在GPU和光芯片之間,把電信號翻譯成光能讀懂的形式,整個過程對GPU完全透明。

47:49

OIO不是更好的光模塊,而是新範式

團隊明確表示不想做下一個中際旭創,因為光模塊是為通信場景設計的,而Scale-up互聯的需求來自計算側——不惜一切代價讓算力跑滿、極致低延遲。所以OIO要定義的是一套全新的計算光互聯範式。對於英偉達這種全棧自研的閉環生態(團隊稱之為蘋果生態),他們選擇反過來做安卓生態,把技術開放給國內外所有GPU公司。

原話 · 已逐字校驗

我覺得隨著光互聯如果真的做到了GPU裡面去 很有可能計算已經不是整個AI集群的一箇中心節點了 互聯可能會變成整個AI集群的一箇中心節點

如果光互聯真的做進GPU內部,計算很可能不再是AI集群的中心節點,互聯反而會變成AI集群的中心節點。

他說這個東西性能雖然很好 你明顯能follow 但是它沒法被量產

導師說,這個東西性能雖然很好,你明顯能follow,但是它沒法被量產。

張維薇22:16

我當時就是說那你在用最好光刻機不管你怎麼做 你達到人類工程極限了 但是我光學光波長光學機器 它是天然的一個敏感氣節 我就是能感受到你的微弱

我當時說,你用最好的光刻機不管怎麼做,都已經到了人類工程極限了,但光學的波長測量天生就是一個敏感器件,我就是能感受到你那點微弱的偏差。

張維薇24:18

就是說大概就是說精種光源 拔不通道的DF激光器零化源 它的價格大概是3000美金一顆賣給你

定製鎖定波長的窄線寬DFB激光器,大概賣你3000美元一顆。

特斯拉當年在坐電動車的時候 20年前 沒有人去做電機電控電池 那你必須都得做了 你要被整機

特斯拉當年做電動車的時候,20年前沒有人做電機、電控、電池,所以你必須都得自己做,你要做整機。

我們OIO並不是要做一個更好的光模塊 而是OIO要定義一個計算光互聯的新的範式

我們OIO並不是要做一個更好的光模塊,而是OIO要定義一個計算光互聯的新範式。

但是我們願意做安卓生態 我希望把我們open給所有的這樣的公司

但我們願意做安卓生態,希望把自己開放給所有這樣的公司。

數字與實體

算力十年增長倍數約1億倍(幾乎每年10倍)5:02
MZI調製器尺寸約3毫米15:09
微環調製器直徑約15微米15:09
微環波長良率(經修條設備後)99%29:25
定製DFB激光器單價約3000美元/顆33:33
公司估值剛過10億美元(獨角獸)3:02
流片輪次光芯片8輪、電芯片5輪45:46

術語

CPO共封裝光學
把光學器件與交換芯片封裝在一起,主要用於交換側的光互聯
OIO光學輸入輸出
直接把光連接到計算芯片(GPU/CPU)引腳旁的新型互聯技術
UCIE通用芯粒互聯協議
為chiplet間互聯設計的協議標準,原本只覆蓋幾釐米到幾毫米距離
microring modulator微環調製器
直徑僅十幾微米的環形光調製器件,靠波長諧振工作
MZI馬赫曾德爾調製器
依靠光程相位干涉實現調製的傳統光調製器件,尺寸在毫米級
WDM波分複用
讓多個不同波長的信號共用一根光纖同時傳輸的技術

收聽指南

誰該聽

關注AI算力基礎設施的投資人、半導體與光通信工程師、想搞懂CPO/OIO技術路線之爭的從業者。

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