闷得而蜜
发布于2024-11-03 11:19来自雪球 · 广东
光进铜退，极限在哪里
来自闷得而蜜的雪球专栏
英伟达的Blackwell GB200 NVL72迟迟不能量产，台积电大肆宣传它的COUPE硅光平台后，台湾硅光产业联盟高调成立，国内多个省份先后发布光电子先进生产力产业规划，光进铜退的理念越来越深入人心。那么光进铜退的纵深在哪里呢？终极目标在哪里呢？ 本文主要回答这个问题。
从目前学术界和产业界已经形成共识的情况看，光最终进入大3D先进封装内部，代替封装里面的厘米级的高速铜缆。整个进程，大概分三步：
Co-packaged Optical
AI集群内部机器与机器之间网络互联，大部分已经光纤化了，产业生态正在从高能耗的可插拔模块向高能效比的CPO升级换代。该方向讲了千万遍，这里就不重复了。
可笑的是，去年AI启动时，A股就是以CPO为主题启动光模块的炒作。现在东方财富、同花顺等软件平台，那些光模块股票，都归在CPO概念下。
Optical I/O（OIO）
采用密集波分技术，直接将芯片的并行总线延伸到光路通道，舍去了串行化-解串、前向纠错、预加重、均衡等一系列高功耗的电路，并且采用激光器光源外置的方式降低功率密度，大大降低了能耗水平（比铜缆互联降40%以上），互联的距离比铜缆延长2000倍（1m vs 2km）。
Optical IO技术将在2026年H2开始大规模导入，2027年替代数千万跟铜缆，预计在2028年将替代10亿根以上的铜缆线路。
oNOC（片上光网络）
按照台积电董事长今年初在IEEE撰文发布的《How We’ll Reach a 1 Trillion Transistor GPU》链接：网页链接，在2030年之前，将会量产万亿门晶体管的芯片。
虽然半导体工艺持续在演进，但是良率越来越低，投资越来越大，如果所有的功能，都用先进工艺来做，成本奇高无比。3D先进封装的目的，就是把部分运算密集型的电路，用最先进的工艺来做，其他都工艺不敏感的功能，用老一点的工艺，通过异质集成的方法，共封装成一颗大芯片。台积电董事长的观点如下：
按照学术界的预期，在玻璃基板上大概可以推出40000mm的芯片。这么大的面积，die与die之间的距离超过10cm。因为Die to Die的带宽巨大，继续用铜互联，一方面带宽密度上不去，另外一方面导致功耗能难以承受，必须要用光来进行互联互通才可行。美国Lightmatter和国内的曦智科技（都是MIT同一个实验室出来）这两家前沿布局此目标市场。如图：
这是真正的3D封装，就像盖楼一样，一层封装基板(大型玻璃基板) + 一层光网络层 + 一层几十颗xPU。
投资机遇
1、3D大封装 + 片上光网络，是我国半导体弯道超车的绝佳机遇，看好中芯国际的未来。
2、光电异质集成相关的半导体设备（耦合、键合、封装、测试…），核心标罗博特科；
2、玻璃基板及玻璃基光波导技术，当前能见度不高；
结论
AI集群互联的全光化、光进铜退，不是简单的一撮而就，也不是2~3年完成的短期任务，而是十数年的持续升级演进，100米 --> 10米 —> 5米 —> 2米 —> 1米 —> 0.1米 —> 0.01米，随着技术进步和性价比提升，一步步渗透。
旭日东升，光耀万里。
$罗博特科(SZ300757)$ $半导体ETF(S
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