转发 我答应过，只要罗博特科上会公告，就分享一次最新的产业链情况

闷得而蜜

发布于2024-12-28 15:04来自雪球 · 广东

硅光、光电集成前沿，产业动态更新

来自闷得而蜜的雪球专栏

我答应过，只要罗博特科上会公告，就分享一次最新的产业链情况。

首先介绍IEEE组织，其Fellow是全球公认的IT技术方面的顶级专家，比我们的院士还高。IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM)每年一次，全球巨头都会把自家的产品和技术路标拿来。今年在12月7日召开。

一、英伟达正式官宣全光互联GPU路标，确立芯片出光的方向

在IEDM闭门会议上，Nvidia展示了下一代GPU架构图：

这是一个典型的3D封装GPU。最底层是高级封装基板（玻璃基板？），然后铺一层硅光互联，再盖一层GPU tiers（多颗GPU die颗粒），最上层为HBM内存颗粒。

英伟达的方案，与Lightmatter、Ayar labs等startup公司的方法，异曲同工：全光互联+3D先进封装。

二、台积电压强投入，硅光推进速度大超预期

台积电去年这个时候投入200多名专家范弗里德弹药量攻关，进展神速。这次IEDM会议上，台积电刷新了最新研发进展，给硅光产业链注入强劲信心。

台积电提出了首个从光纤到CoWoS系统的用于宽带光引擎（BOE）应用的EIC/PIC chiplet全集成技术，通过利用台积电3DFabricTM和IC工艺形成紧凑的CPO，实现GAI系统的PPA增强。

1、创新工艺流程实现了多行集成，垂直耦合器可以刻蚀出4行并行光纤数，使的带宽密度成倍提升。

2、通过IC工艺实现氮化硅波导、光纤耦合器、层间波导过渡和偏振控制装置，实现高性能和高能效。使用氮化硅来处理高输入光功率，提高制造容限，大大降低了硅光集成的难度。

3、创新引入嵌入式硅微透镜，让光波导的模斑更大，组成的强大准直光束系统，大大提高了光信号耦合的效率。FAU系统可以实现现场可维护，以后的芯片光端口，类似USB插口一样随意插拔。大幅度降低成本的同时，极大提高可维护性。

4、晶圆在线测试、工具自动化和光学WAT开发后，良率接近大规模制造基准线。关键的90度光束偏转器AC在IC工艺优化后成品率达到97%。

5、发布光子计算系统（DOC），对于512x512 大规模矩阵运算，与最先进的GPU相比，提高了20倍。这种架构在未来几代中具有持续扩展潜力。（注：将来AI芯片3D封装中，专门有一层光子计算层，做矩阵运算加速器，数十倍提高GPU的能效比）

短短一年之内，台积电就已经解决了硅光产业化中的核心困难，商业化预计将显著提前。

三、一级市场对光互联的态度

产业趋势，不看互联网大咖嘴上讲什么，而要看产业界用真金白银做什么。

比如，去年绝大部分人无法看懂AI，但是全球所有的科技大公司，无一不把宝压在AI上，砸锅卖铁也要投AI算力，那么，AI必定是未来的方向。同理，有很多人鼓吹固态电池概念，但是，宁德时代强调不着急，比亚迪也不讲，Tesla也未见投入资金，那么固态电池短期内，就仅仅是一个故事。

这个方法，也有助于帮助我们我们看清AI互联未来的产业方向。

12月11日 Ayar Labs（英伟达、AMD、Intel…）：

10月16日 Lightmatter（谷歌）

10月15日 Xscape(Cisco,nvidia)

除了光互联，大家能够看到英伟达、台积电、博通、Intel、AMD这些大佬们，还在投其他路线吗？

四、市场的心结

AI互联产业升级的本质，是从分立器件产业，向半导体产业转移，类似70年代的集成电路产业，几家欢乐几家愁。

英伟达、AMD、台积电、华为等AI算力供应巨头，以及微软、谷歌、Meta、字节跳动等互联网大佬，热烈拥抱光互联，并积极投入人力、物力去催熟产业链。

既得利益者（Cable，光模块，DSP、EML、VCSEL芯片）面临新旧更替困境，手心手背都是肉，并且光互联将极大压缩传统厂家的蛋糕，甚至会重新洗牌丢饭碗，所以极不情愿，消极怠慢，抵触。

IT史是一部快速新城代谢的历史，这个情况很快会被那些“光脚”的新玩家颠覆。

大家都知道英伟达的AI互联技术来自以色列的Mellanox吧。以色列是“光脚”玩家成长的天堂。以色列的Foundry Tower Semi率先宣布200GBaud硅光CMOS工艺量产导入。以色列DustPhotonics全球第一个量产8x200G的1.6T硅光模块。再比如，LPO模块创新上，以色列的NewPhotonics公司，就提供了完全的新玩法，并且获得了软银的投资。

特别值得表扬的是以色列的Teramount公司，他们为光互联的规模商用，做了大量的系统性创新（比如CPO过回流焊的难题，类似台积电的微透镜）：

很快，美股大厂这些鳄鱼们，就把会以色列的这些Startup公司收编，快速融入自己的解决方案体系，形成竞争优势。重演英伟达当年收购Mellanox的成功故事。

国内的创新氛围也不错，至少有3家独立企业已经规模销售硅光芯片。某头部企业，采用CMOS代替SiGe工艺实现EIC（LD和TIA）成本降低2倍，全系列自研硅光PIC，声称要降LPO的成本打到2xxRMB。

不同于DSP芯片依赖先进工艺，也不同于Cable依赖昂贵的有色金属，硅光技术采用65-45nm老半导体工艺即可，料本低，成本是规模的负函数，上量越快、越多，成本下降的幅度就会越大，降本增效的潜力大。

立志在光互联产业做深度投资者，建议密切关注三个区域：硅谷、以色列、中国。

五、难关逐个攻克，产业化加速推进

1、可靠性数量级提升： 绝大部分故障来自激光器光源，broadcom、nvidia、ayar labs都采用外置可插拔激光器，光源集中后，通过8+1的热备份冗余方式提升可靠性。故障率 0.01*0.01=0.0001，提升100倍。

2、直通率大幅提高：通过3D技术，从Edge-couple 演进到Surface-Couple，可以比喻为悬崖边架桥 -> 平地上修路。

3、采用可插拔FAU，解决生产时过回流焊的问题，大幅度降低制造成本。过去CPO和OIO无法普及的一个难点是，CPO模组带一个FAU光纤辫子，经过300度高温SMT产线时，良率很低。而如今台积电、英伟达、Teramount都发明了可插拔光纤，完美解决此问题。

4、通过与设备厂商协同努力，自动化和精度提升，模组良率已经达到大规模量产要求。

六、总结

光互联，类似2023年初的AI大模型，新进场玩家众多，百舸争流。

乐观估计，AI全光互联的大规模商用，只会提前，不会推迟。

CPO规模商用时间提前到2025年H2；

OIO规模商用时间提前到2027年初；

本人的判断：

1、硅光是芯片+封装+测试，半导体技术集大成，台积电产业链整合能力强。

2、台积电从自身利益出发，意愿十足，时间紧任务重，投入大。

3、硅光的节奏看台积电，台积宣布商用时，下游大量厂家就会涌入，力争吃第一道菜。

紧紧盯住台积电的动向，最佳观察窗口是，台积电向硅光半导体设备的商规模采购订单。

逆水行舟，不进则退。

$半导体ETF(SH512480)$ $台积电(TSM)$ $英伟达(NVDA)$

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