075582814553
从技术完善到标准引领,再到全球韧性:格罗方德的硅光子布局之路

香港天翔電子有限公司 / 09-24 20:27

在AI数据中心对带宽与能效的极致追求下,光互连技术正从实验室走向量产前夜。格罗方德在硅光子领域的布局并非停留在晶圆制造层面,而是延伸到了平台能力、方案能力与量产保证。

在AI大模型训练的驱动下,数据中心内部GPU之间的互连带宽正以远超摩尔定律的速度增长。当单卡算力通过先进封装持续堆叠,制约系统整体性能的瓶颈便转移到了片间与节点间的数据搬运上。传统的铜缆电互连在速率、距离与功耗三者之间已逼近物理极限,难以满足大规模集群的需求。正是在这一背景下,以硅光子为基础的光互连技术,凭借其在带宽密度、传输距离和能效上的先天优势,正从实验室走向量产前夜。

在2026年,全球硅光子市场规模预计将突破35亿美元,应用场景从数据中心短距互连逐步延伸至电信、激光雷达、生物医疗乃至物理AI等领域。在这一浪潮中,格罗方德(GlobalFoundries)作为全球领先的特色工艺晶圆代工厂,凭借其差异化的硅光子平台与全球化制造布局,成为推动光互连产业化的重要力量。

近日,格罗方德技术与发展部门高级院士Patrick Lo在接受《国际电子商情》专访时,围绕技术完善、标准引领与全球韧性三个维度,分享了公司的布局思路。



技术完善:从硅光子平台到全栈解决方案

在AI数据中心对带宽与能效的极致追求下,光互连技术正从实验室走向量产前夜。格罗方德在硅光子领域的布局并非停留在晶圆制造层面,而是延伸到了平台能力、方案能力与量产保证。Patrick Lo介绍道,基于公司在微环调制器、WDM方案到光纤接口等多个层面的技术积累,格罗方德推出了SCALE硅光子共封装先进光引擎方案,这是一个以硅光为基础的完整光模块解决方案平台。

SCALE平台包含了PIC相关芯片和部分EIC芯片,将硅光子与相关电子器件联合在一起,形成一个相对完整的工作平台。该平台在光纤连接方案上采用了宽带可插拔光纤设计,能够在整个CWDM波段范围内保持平坦的插入损耗特性,为未来波长通道数的扩展预留了空间。在技术细节上,格罗方德已在平台上通过原生方式实现了8λ与16λ双向DWDM传输,并提供了一套经过全面认证的先进光子器件产品组合,包括50Gbps与100Gbps微环调制器、耦合环形谐振器、集成光电探测器等。该平台还支持用于高速信号传输与高效供电的硅通孔,并提供多种规格的铜焊盘间距,支持从有机基板到硅中介层的2.5D/3D堆叠架构。

在封装环节,Patrick指出,硅光子研发中最容易被低估的正是封装。他回忆道,五年前并不会把封装放在如此高的优先级,但如今光耦合器的选型与商业化路径已成为核心工作之一。从晶圆到可维护的光引擎,耦合方案的选择直接影响量产成本与良率。格罗方德在SCALE方案中采用宽带可插拔光纤设计,可在整个CWDM波段范围内保持平坦的插入损耗特性,为未来每个方向的波长数从4λ扩展至8λ及以上预留空间。同时,该方案依然兼顾系统可维护性以及良品晶粒的可测试性,以满足下一代AI互连需求。

测试同样是格罗方德重点布局的一环。Patrick认为,测试不仅是为了良率,也是产业链上下游交流的手段,是做保证的工具。没有证据和量化依据,是没办法谈保证的。测试决定了流片时的管控方式,也能用于质量保证,因此上下游之间必须在测试范围、测试方式、测试数量上达成统一。而在CPO场景下,测试的挑战在于光源、光纤阵列、透镜等光学元件都需要纳入考量,而传统半导体测试设备并不直接适用于光学测试,因此需要上下游协同开发新的测试方法和设备。

在材料路线上,格罗方德采取全线布局策略。对于400G/λ及更高速率,纯硅调制器在200G/λ之后的应用场景会比较窄。薄膜铌酸锂是目前走得较靠前的材料,已有产品上市,其挑战在于如何与硅基平台进行异质集成,主要问题在于硬件层面的尺寸与成本。BTO则仍处在材料逐步稳定的阶段,被认为是下一代甚至下下一代较有潜力的路线。格罗方德更关心的,是材料制备出来后如何集成到硅基板上,在异质集成时不发生其他负面影响。

标准引领:OCI MSA的诞生与格罗方德的角色

今年3月成立的OCI MSA(光计算互连多源协议)联盟,被视为光互连领域从技术验证走向标准设定的关键一步。联盟成员涵盖了AMD、英伟达、微软、Meta、OpenAI等巨头,而格罗方德是首家宣布支持的芯片制造企业。Patrick在采访中阐述了这一联盟对行业的意义——OCI MSA联盟的成立,标志着行业从技术验证阶段进入了标准制定阶段。

Patrick指出,在CPO和光计算领域,此前技术讨论虽热,但要真正走向头部客户的运营,必须有固定的供应商与多元化的供应体系。客户普遍担忧在单一供应商的情况下,公司韧性较弱,也缺少议价权。这正是可插拔技术能够蓬勃发展至今的原因——它拥有多元的供应商以及成熟的MSA机制。

MSA定义了一系列指标——物理器件尺寸、温差、温度环境、适用场景等,为各类供应商提供了明确的准入条件。上下游之间只有围绕这些指标形成一致,供应链才能顺畅运转。在Patrick看来,CPO规模化落地不仅取决于技术本身,更取决于产业链的成熟度与可靠性测试水平。

在OCI MSA的框架下,格罗方德扮演了多重角色。从晶圆服务上看,微环调制器、WDM等关键技术都可以满足客户需求;而在CPO领域,格罗方德还满足可用性、可靠性和可维护性。他特别强调了可维护性的重要性:“当某个部件坏了的时候,它是可以被更换的,而且明确知道该怎么换。”

Patrick举例说,在CPO方案中,格罗方德将激光器做成外置光源,降低高温环境对光源的影响;同时,光纤也不再固化在模块里,而是做成可插拔的设计。CPO其实也是可插拔的,不是一做成CPO就全都焊死,它的光源是可以外置、可插拔的,光纤也同样是可以实现外置。

格罗方德的SCALE方案被定位为业界首个支持OCI MSA规范的平台,且在性能上已超越标准要求:OCI MSA第一代规范仅要求单根光纤支持4个波长通道,而格罗方德已通过原生方式实现了8λ与16λ双向DWDM传输,已有客户借助其技术完成了16个波长通道的验证。同时,格罗方德所有调制器的额定速率均达到100Gbps;在光纤耦合方面,其开发的系统能在整个CWDM频段内保持平坦的插入损耗,为后续增加波长通道预留了扩展空间。

Patrick进一步解释了标准化的分层逻辑:MSA仍是相对粗的标准,往下还需要更细、可执行的交接标准。他以可插拔光模块的发展历程作类比指出,可插拔正因为有多元供应商与成熟MSA标准的支撑才得以蓬勃发展;CPO要走同样的路,就必须在标准层面建立起类似的生态体系,相关测试设备也需同步准备好。

全球韧性:多元化供应链与中国本土化布局

在采访中,Patrick多次提到供应链韧性的重要性。他指出,OCI MSA的一个重要价值就在于推动建立多供应商的供应链体系,降低单一供应商带来的风险。格罗方德作为全球性晶圆代工厂,其定位本身就是“Global”,而这种全球化布局恰恰是构建供应链韧性的基础。

在制造布局上,格罗方德在新加坡拥有8英寸和12英寸硅光子研发与制造能力,同时在欧洲和美国也设有制造基地。这种多点布局使得客户可根据自身需求选择最合适的制造地点;当某一地区产能紧张时,客户可灵活切换到其他地区,而不必依赖单一供应来源。这种灵活性对于追求供应链韧性的超大规模云服务商与设备制造商而言,具有重要的战略价值。

Patrick介绍,格罗方德在量产爬坡方面具有优势。SCALE平台的作用之一,就是帮助客户为规模化做好准备。“除了技术升级,我们也积极为客户补上产能爬坡这一块拼图,”Patrick说,“我们的量产扩展是跟着客户一起走的,从出样到量产,再到爬坡,最后是大规模出货。”

面向中国市场,格罗方德采取了明确的本地化策略——China for China。2025年,格罗方德在北京设立了办公室,今年9月初又在广州启用了新的办公室。更值得关注的是,格罗方德与增芯科技之间建立了技术合作关系。增芯科技作为一家本土晶圆厂,可以使用格罗方德的技术。Patrick强调,这不是简单的技术授权,而是希望通过这种合作实现更深层次的本土化,把一些制造环节放到中国。当客户可以接受在中国生产,或者出于便利性和产业链方面的考虑,就可以选择在中国制造。

中国是全球最大的物理AI单一市场之一,也是增长最快的市场。据行业推算,2025年至2035年,中国物理AI市场规模将从385亿美元扩张至3375亿美元,复合年增长率达24.3%。面对这一巨大的市场机遇,格罗方德在物理AI领域同样展开了系统性布局。

Patrick将物理AI比喻为人体系统:感知相当于人的感官,数据传输相当于神经系统,思考和决策相当于大脑,行动则相当于肌肉和四肢。格罗方德在感知层面(如激光雷达)、数据传输层面(如光互连)以及数据处理层面(如FDX平台)均有布局;其FDX平台可用于智能数据处理与射频,与光电协同形成整套方案。此外,电源管理也是格罗方德长期布局的方向。

Patrick总结道,格罗方德的技术组合很完整,提供的不只是晶圆制造服务,还有整套方案的服务,加上多年来与客户和市场交流积累的应用知识,构成了公司在物理AI竞争中的优势。

小结

从技术完善到标准引领,再到全球韧性的构建,格罗方德正在硅光子与共封装光学领域走出一条从技术能力到产业影响力的路径。正如Patrick所说,任何技术和材料进入产业链时,都要经历一个从0到1的过程,而这个过程的起点,往往来自于那些“非用不可”的应用场景。


Processed in 0.087033 Second , 36 querys.