通信速率是AI算力發(fā)展的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過(guò)將光模塊與交換芯片進(jìn)行共封裝,能大大降低成本和功耗,包括臺(tái)積電、英特爾、Marvell、博通等主流芯片廠商均有相關(guān)布局。在4月2日舉行的2025年美國(guó)OFC光纖通信展上,CPO(光電共封裝)技術(shù)及其解決方案成為市場(chǎng)關(guān)注熱點(diǎn)之一。
此次OFC光纖通信展上,華工科技(000988)核心子公司華工正源發(fā)布了全球首款適配下一代AI訓(xùn)練集群的3.2Tb/s液冷共封裝(CPO)超算光引擎,以及1.6T DSP/LPO、800G ZR/ZR等多款行業(yè)首發(fā)新品。
華工正源董事長(zhǎng)胡長(zhǎng)飛接受證券時(shí)報(bào)記者專訪時(shí)表示,未來(lái)兩年全球光模塊市場(chǎng)將保持高速增長(zhǎng),速率升級(jí)、功耗優(yōu)化與數(shù)量擴(kuò)張是核心驅(qū)動(dòng)力。公司將持續(xù)加碼研發(fā),為AI基礎(chǔ)設(shè)施提供更高效率的連接解決方案。
(圖為華工正源光模塊生產(chǎn)線)
CPO技術(shù)突破與商業(yè)化挑戰(zhàn)
華工正源此次發(fā)布的CPO超算光引擎采用硅光集成與Chiplet架構(gòu),單片集成32通道,能效低至5pJ/bit,較傳統(tǒng)可插拔模塊功耗降低近70%。通過(guò)液冷散熱方案,其實(shí)測(cè)集群電源使用效率(PUE)從1.25W降至1.12W,單機(jī)架算力密度提升40%,解決了AI訓(xùn)練集群中光模塊功耗占比過(guò)高的問(wèn)題。
這一技術(shù)突破直接回應(yīng)了OIF的測(cè)算數(shù)據(jù)——2025年單節(jié)點(diǎn)AI訓(xùn)練帶寬需求將達(dá)81.92Tb/s,傳統(tǒng)方案需堆疊128個(gè)800G模塊,而CPO通過(guò)光電高度集成大幅優(yōu)化了系統(tǒng)成本和能耗。
然而,CPO技術(shù)的商業(yè)化仍面臨多重挑戰(zhàn)。胡長(zhǎng)飛坦言,CPO的發(fā)展仍需要克服技術(shù)復(fù)雜度、市場(chǎng)需求不確定性和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同難度等問(wèn)題。
技術(shù)層面,CPO需實(shí)現(xiàn)光電芯片的精密耦合與熱管理一致性,這對(duì)封裝工藝提出極高要求。胡長(zhǎng)飛以LPO的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)舉例:“LPO去掉了傳統(tǒng)光模塊中的DSP芯片,對(duì)線性光學(xué)設(shè)計(jì)和制造良率都是巨大挑戰(zhàn)。而CPO的技術(shù)復(fù)雜度更高,需要解決硅光集成、液冷散熱和批量制造的一致性問(wèn)題?!笔袌?chǎng)需求方面,目前主流客戶仍以可插拔光模塊為主。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同則涉及光引擎、光柔性板、外置激光器等配套組件的協(xié)同升級(jí),生態(tài)壁壘尚未完全打破。
為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),華工正源確立了“技術(shù)攻堅(jiān)+場(chǎng)景落地”的雙軌策略。技術(shù)端,其依托自研硅光技術(shù)和先進(jìn)封裝工藝,將CPO通道密度提升至傳統(tǒng)模塊的4—8倍,為向6.4T演進(jìn)預(yù)留架構(gòu)空間,成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)“超高速率+超低功耗+長(zhǎng)距離傳輸”的商用級(jí)方案。同時(shí)與某頭部車企合作,在智駕計(jì)算中心成功驗(yàn)證了CPO支撐2000TOPS算力的能力。
市場(chǎng)端,公司通過(guò)加快加入OIF標(biāo)準(zhǔn)制定、與英偉達(dá)等客戶建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,加速技術(shù)場(chǎng)景化。胡長(zhǎng)飛透露,CPO作為下一代技術(shù)方向,新技術(shù)滲透率逐步提升,預(yù)計(jì)將在3.2T以上速率場(chǎng)景中逐步替代傳統(tǒng)方案。
多技術(shù)路線并進(jìn)構(gòu)建護(hù)城河
從此次在OFC發(fā)布的新品矩陣可以看出,華工正源正圍繞“速率提升、功耗降低、成本優(yōu)化”三大核心,布局四大研發(fā)方向:可插拔模塊迭代、線性光學(xué)(LPO/LRO)商業(yè)化、CPO技術(shù)生態(tài)構(gòu)建、液冷與銅連接拓展。胡長(zhǎng)飛表示,公司在光模塊領(lǐng)域的自主研發(fā)及市場(chǎng)布局已進(jìn)入關(guān)鍵階段,尤其在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施需求激增的背景下,華工正源通過(guò)多技術(shù)路線并進(jìn),持續(xù)鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位。
在可插拔模塊領(lǐng)域,此次華工正源推出行業(yè)首款1.6T-DR8系列產(chǎn)品,覆蓋TFLN MZM技術(shù)、無(wú)隔離器設(shè)計(jì)、3nm DSP等多個(gè)創(chuàng)新方向。其中,采用量子點(diǎn)激光器的1.6T-DR8模塊可實(shí)現(xiàn)低功耗與高性價(jià)比的平衡,而為3.2T解決方案定制的400G光引擎則通過(guò)新材料新工藝將綜合帶寬提升至100GHz,為下一代產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。胡長(zhǎng)飛認(rèn)為,當(dāng)前,AI算力需求驅(qū)動(dòng)光模塊技術(shù)迭代周期縮短至一年多次,可插拔模塊到3.2T仍是主流選擇,1.6T光模塊將在今年下半年逐步放量,3.2T及以上速率產(chǎn)品則需等待產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同成熟。
LPO技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其高度的靈活性和兼容性,使得在保持高性能的同時(shí),也能滿足各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求。此次華工正源發(fā)布的1.6T OSFP LPO模塊功耗低于10W,兼具TP2/TP4性能。
針對(duì)市場(chǎng)關(guān)注的LPO商業(yè)化進(jìn)展,胡長(zhǎng)飛指出,華工正源已在國(guó)外市場(chǎng)獲得批量訂單,國(guó)內(nèi)客戶的小規(guī)模訂單也在推進(jìn)中。他強(qiáng)調(diào),LPO的挑戰(zhàn)不僅在于技術(shù)成熟度,更需解決用戶場(chǎng)景適配和批量生產(chǎn)工藝難題。目前,公司在光學(xué)設(shè)計(jì)、算法校準(zhǔn)及產(chǎn)線工藝上已形成完整解決方案,預(yù)計(jì)下半年進(jìn)入量產(chǎn)階段,公司在LPO領(lǐng)域穩(wěn)居全球第一梯隊(duì)。
此外,公司正在拓展液冷散熱系統(tǒng)和有源銅纜(AEC)等技術(shù)。此次OFC光纖通信展上,華工正源攜海外新品牌Genuine Optics亮相,并全球首家動(dòng)態(tài)Demo 1.6T AEC銅纜模塊解決方案。胡長(zhǎng)飛表示,在數(shù)據(jù)中心的短距離互聯(lián)場(chǎng)景中,AEC憑借其成本優(yōu)勢(shì)和信號(hào)穩(wěn)定性,逐漸成為一種重要的連接方案。對(duì)于長(zhǎng)距離和高帶寬需求的場(chǎng)景,光模塊仍然不可或缺。公司已布局銅纜產(chǎn)品,但其市場(chǎng)占比有限,不影響光模塊的主導(dǎo)地位。
面對(duì)光模塊行業(yè)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng),胡長(zhǎng)飛表示,華工正源選擇以“技術(shù)領(lǐng)先性”和“量產(chǎn)速度”構(gòu)筑壁壘,想要保持高毛利和市場(chǎng)占有率,必須做到技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先,量產(chǎn)速度比對(duì)手快、質(zhì)量表現(xiàn)最優(yōu)。未來(lái)公司將通過(guò)加速產(chǎn)能擴(kuò)張、深化產(chǎn)業(yè)鏈合作、強(qiáng)化客戶服務(wù)等多舉措,保持行業(yè)領(lǐng)先地位。