在先进制程受限与AI集群规模爆炸的双重压力下,算力竞争重心正从芯片设计转向底层光互连与封装制造装备。光联芯科推出微环光刻修调机,湖北星辰集聚先进封装产业链,资本与巨头正加速向制造装备层迁移。
在深圳光博会上,参展商大多在比拼光模块速率与光引擎体积,但光互连独角兽光联芯科展台最引人注目的,却是一台名为 ZW1000 的“硅光无掩膜可编程光刻机”。一家芯片设计企业转而制造“修芯片的装备”,折射出当前算力架构底层的深刻裂变:算力竞争的重心,正从单芯片性能转向互连技术与底层制造装备。
微环调制器被视为下一代数据中心光互连的核心路线。相比传统方案,它在相同面积下的通道密度极高、功耗极低,NVIDIA、Ayar Labs 等巨头均在此布局。然而,微环的谐振波长对制造公差极度敏感,几纳米的波导偏差就会让波长偏离标准通道。这一误差源于工艺物理极限,即使在最先进的 12 英寸晶圆厂也无法避免。
由此带来的良率衰减呈现复利效应:单个微环良率若为 99%,集成 100 个微环的芯片全合格率骤降至约 37%;集成数百个微环时,全通道合格率趋近于零。传统微环芯片在流片后被动筛选,最终良率往往不足 10%,高昂的成本分摊甚至会超过高端 GPU 裸芯片本身。
面对制造难题,ZW1000 试图跳过“一次性完美制造”的执念。其技术路线是在晶圆出厂前,通过无掩膜高速投影定位每个微环,再利用激光退火微调硅材料折射率,将偏离的波长校正回网格中。这种后修调思路将解决良率问题的阶段从晶圆制造延伸到了出厂调测。
中国工程院外籍院士常瑞华指出,随着超节点集群规模从数百卡扩大到千卡以上,互连在整个计算系统中的重要性正呈指数级上升。
SemiAnalysis 的拆解数据显示,在华为早期的 CloudMatrix 384 系统中,384 颗昇腾 910C 和 192 颗鲲鹏 CPU 共使用了 6912 颗 400G 硅光模块,光模块数量达到芯片数的 18 倍。这种超配互连本质上是“单芯片受限、靠系统互连追赶”的直接成本代价。
但在新一代 Atlas 950 超节点中,架构发生了明显变化:该系统转向 LPO(线性直驱)技术,移除了高功耗的 DSP 补偿芯片。千卡级 SuperPoD 仅使用 4096 颗 800G LPO 模块,单卡对应的模块数量大幅降低。这表明,虽然集群芯片规模仍在向数十万卡演进,但单位芯片承担的光模块负担正在被光电协同设计与良率改良装备逐步消化。互连需求未减,但附加值正在向更上游的装备与先进工艺环节转移。
在微环良率问题上,全球产业正在分化出两种成本逻辑:
与此同时,海外巨头正斥巨资锁定光学产能。NVIDIA 分别向 Coherent 和 Lumentum 注入各 20 亿美元锁定激光器产能;Marvell、AMD 等也接连发起对光学初创企业的并购。国内一级市场上,在 GPU 设计标的陆续落地后,资本也快速流向光联芯科、湖北星辰等互连与封装制造企业。
装备竞赛不仅局限在硅光调测,同样发生在先进封装领域。位于武汉的湖北星辰通过近 50 亿元的 A 轮融资,聚集了大量头部投资机构及中微半导体等产业资本。该平台定位于“联合研发中试枢纽”,让芯片设计公司与设备厂在此共同验证工艺。
北方华创、拓荆科技、芯碁微装等国产设备企业正加速在混合键合、直写光刻等核心环节切入。在先进制程受限的客观环境下,算力性能的增量正逐步由非摩尔定律驱动,微调设备、键合设备与成套封装装备共同构成了底层制造的技术底座。
这场由制造装备主导的产业转型,未来仍需关注几个核心节点:光互连引擎能否在主流 GPU/XPU 产线上实现规模化商用、微环修调设备的实际对外装机量,以及国内先进封装产线的良率爬坡与产能交付表现。算力设计的上半场告一段落,车间装备的交付战才刚刚拉开序幕。
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