在人工智能生成內(nèi)容（AIGC）時代加速推進的背景下，智算中心對光互聯(lián)技術(shù)的需求日益迫切。AIGC的興起使得大模型參數(shù)呈指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)中心算力需求激增，傳統(tǒng)電互聯(lián)逐漸暴露出帶寬、功耗及時延方面的瓶頸。光互聯(lián)技術(shù)憑借其高帶寬、低功耗、低時延的優(yōu)勢，正迅速成為支撐智算中心高效運行的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。
近日，凌云光在第十四屆“硅基光電子技術(shù)及應(yīng)用”暑期學(xué)校中發(fā)表了題為《智算中心光互聯(lián)技術(shù)進展》的主題報告，詳細梳理了光互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，并聚焦于Scale-Out與Scale-Up架構(gòu)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(xué)（CPO）、線性驅(qū)動可插拔光學(xué)（LPO）等關(guān)鍵技術(shù)，以及光電路交換（OCS）應(yīng)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(lián)網(wǎng)絡(luò)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(shù)的迅速擴展，網(wǎng)絡(luò)帶寬成為核心瓶頸，而網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、低功耗和低時延特性也是確保AI模型訓(xùn)練順利進行的關(guān)鍵。為滿足這些需求，AI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)普遍采用數(shù)據(jù)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(gòu)。
在Scale-Out網(wǎng)絡(luò)方面，可插拔光模塊與CPO技術(shù)的協(xié)同演進成為關(guān)注焦點。隨著AI模型的快速迭代，全球光模塊市場迎來爆發(fā)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(fā)。Retimed可插拔光模塊、LPO、線性接收光學(xué)（LRO）和多芯光纖（MCF）光模塊等技術(shù)的不斷發(fā)展，進一步優(yōu)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(xué)（NPO）的發(fā)展。
CPO技術(shù)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(yè)在CPO方面取得了重要進展，但其產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、生態(tài)兼容性及可維護性仍有待提升。相比之下，LPO在功耗表現(xiàn)上達到當(dāng)前可插拔形態(tài)中的最佳水平，但擴展性受限。單Lane 400Gbps技術(shù)的突破也為未來高速光互聯(lián)提供了重要支撐。
在Scale-Up網(wǎng)絡(luò)方面，光I/O（OIO）的崛起成為突破傳統(tǒng)電互聯(lián)瓶頸的關(guān)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(xiàn)了更高的帶寬密度、更低的延遲與功耗。Google等企業(yè)在Scale-Up架構(gòu)中引入了基于OCS與可插拔光模塊的OIO方案，并逐步實現(xiàn)從400G、800G到1.6T的演進。同時，Ayar Labs、Avicena和TSMC等企業(yè)也在光電合封方向取得了重要進展。
除了上述光互聯(lián)技術(shù)外，空芯光纖和長距相干傳輸?shù)认冗M光技術(shù)也值得關(guān)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(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）和海纜等應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力。而長距相干傳輸技術(shù)的創(chuàng)新方案則實現(xiàn)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(wěn)定性和性能。
面對高速光互聯(lián)技術(shù)的加速演進，凌云光圍繞光模塊測試與光電芯片設(shè)計封裝，構(gòu)建了一套完整的解決方案。在高速光模塊產(chǎn)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(xiàn)了高效分選與穩(wěn)定交付。在光電子集成芯片測試方面，凌云光構(gòu)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(shù)，支撐高密度光電集成需求。
當(dāng)前，光互聯(lián)正邁入新階段，模塊形態(tài)不斷演進，封裝集成技術(shù)持續(xù)升級，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在重構(gòu)。凌云光以其深厚的技術(shù)布局，積極參與并引領(lǐng)這一技術(shù)浪潮，為AIGC時代智算中心的高效運行提供核心支撐。
