初创公司，计划颠覆CPO

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几十年来，半导体行业都建立在一个令人欣慰的假设之上：随着芯片变得更快，系统的其余部分也会跟上步伐。这一假设现在正在破灭，而这种压力在人工智能（AI）数据中心内部表现得最为明显。

数据是惊人的。云端带宽需求实际上每两年翻一番。AI模型的规模正在以超越摩尔定律所能容纳的速度扩张。英伟达（Nvidia）首席执行官黄仁勋在2025年台北国际电脑展（Computex 2025）上发表讲话时，抓住了这一挑战的严重性，他提到 NVLink 骨干网络——连接英伟达 GPU 集群的高速互联架构——每秒传输的数据量比整个互联网还要多。曾经的理论限制已经变成了运行上的紧急状态。

铜线达到其极限

罪魁祸首是铜。传统的铜线 SerDes 互联技术多年来一直可靠地为行业服务，但它们正在达到根本性的物理极限。在现代 AI 工作负载所需要的信号速度下，铜缆只能跨越很短的距离，随后信号完整性就会崩溃。

随着 GPU 集群从几十个扩展到几百个，再到分布在多个机架上的数千个加速器，铜线根本无法弥合这一差距。未来的 AI 扩展网络——允许数千个 GPU 作为一个单一计算实体进行协同的密集、高带宽架构——需要一些根本不同的东西。

那件东西就是光。光子行业长期以来一直以可插拔模块的形式为数据中心提供光收发器——这些离散组件在交换机或服务器的边缘将电信号转换为光信号。这些可插拔解决方案虽然有效，但它们伴随着高昂的代价：以数十到数百纳秒计算的延迟、每比特约 17-18 皮焦耳的能量消耗，以及在芯片边缘每毫米约 1-2 太比特每秒就达到顶峰的带宽密度。

对于下一代 AI 基础设施来说，这些数字在数量级上是不足的。

共封装光学（CPO）

新兴的解决方案是共封装光学（CPO）——将光引擎与计算 ASIC 或 GPU 直接集成在同一基板上，消除了处理器和收发器之间漫长的电走线。但并非所有的 CPO 架构都是平等的。主流方法使用 CWDM（粗波分复用），它在单根光纤上封装四个光通道，每通道速度高达 200 Gbps。它比可插拔模块有所改进，但这是一个折中方案。

更具前景的架构——也是 Scintil Photonics 公司正倾尽所有赌注的方向——是 DWDM CPO：密集波分复用与共封装集成的结合。这两者之间的性能差距是显著的。CWDM CPO 带来的延迟为 50 到 100 纳秒，能量效率约为每比特 7 皮焦耳，而 DWDM CPO 实现的延迟低于 5 纳秒，能量效率在每比特 3.5 皮焦耳以下。

Scintil 的方法是将密集波分复用（DWDM）与共封装集成相结合。

其带宽密度可扩展至每毫米每秒 8 太比特以上——大约是 CWDM CPO 的八倍——且单根光纤可承载高达 1,600 Gbps 的速度。与传统的可插拔模块相比，DWDM CPO 实现了 6 倍的功耗降低。

难点在于，DWDM CPO 需要一种光子行业从未成功批量生产过的东西：一种可以直接在标准硅光子晶圆上制造的单芯片、多波长激光光源。

硅光子的权衡

硅光子是一个优雅的想法，但有一个顽固的限制。硅是引导和调制光的绝佳介质，但它无法高效地产生光。激光器作为任何光互联核心的光源，传统上是由 III-V 族半导体材料（如磷化铟等化合物）制成的，这些材料在化学和结构上与标准的硅制造工艺不兼容。

传统的权宜之计是单独制造激光器，然后将其附加到硅光子芯片上，要么通过键合离散裸片，要么连接外部模块。这可行，但它重新引入了 CPO 本应消除的集成惩罚：额外的接口意味着更多的损耗、更多的功耗、更多的失效模式，以及在量产时大幅提高的成本。

总部位于格勒诺布尔的 Scintil Photonics 在法国成立，旨在从根本原理上解决这一集成问题。该公司的核心创新是 SHIP 工艺——Scintil 异质集成光子学——这是一种晶圆级制造技术，允许将 III-V 族激光材料直接集成到标准的硅光子平台上。

一种优雅的方法

该工艺的方法很优雅。Scintil 从包含被动和主动组件（使用传统的兼容 CMOS 工艺制造的波导、调制器、光电探测器）的标准硅光子晶圆开始。然后通过手柄交换移除原始的绝缘体上硅（SOI）基板，暴露出埋氧化层。

未刻蚀图案的 III-V 族半导体裸片被精准地键合到该表面上激光器将要驻留的位置。至关重要的是，III-V 族材料随后在晶圆级使用光刻技术进行刻蚀——这是定义激光波长的相同制造步骤——这赋予了 Scintil 在波长控制上卓越的精准度，是离散组装无法比拟的。

其结果是一个单片集成的芯片，其中激光器、波导、调制器和探测器共存于单块硅片上，并在单一的晶圆厂流程中制造出来。

Scintil 的 LEAF Light

Scintil 的首款商业产品 LEAF Light，是世界上首款专为 AI 规模共封装光学设计的单芯片 DWDM 激光光源。它支持在单芯片上配置 8 或 16 个波长，频率间隔精度为 ±10 GHz——这是行业内最严苛的。每个波长载波可提供高达 20 毫瓦的光功率，在工作温度下的电光转换效率约为 20%。

LEAF Light 是一款专为 AI 规模共封装光学设计的单芯片 DWDM 激光光源。

对数据中心运营商至关重要的是，LEAF Light 消除了一般与高速激光器相关的最常见失效模式。通过消除对增透膜的需求并避免电流流经光栅结构，该架构实现了稳定的、无模式跳变的运行。这种可靠性特征在现代 AI 基础设施的规模下至关重要，因为单个失效的光学组件就可能降低整个 GPU 集群的性能。

市场机遇是巨大的。Scintil 估计，基于本年代末 3,100 万台的 XPU 预计出货量，以及每个加速器平均配对两个 DWDM 光源的配对率，LEAF Light 在 2030 年的服务可达市场（SAM）约为 49 亿美元。

在 2025 年 9 月，Scintil 完成了 B 轮融资，募集了 5,800 万美元——这是其 8,500 万美元总资本的一部分。该轮融资由 Yotta 和 Nokia Growth Partners 共同领投，英伟达（Nvidia）参阅，并获得了包括 Bpifrance、Supernova Invest、Bosch Venture Capital、Applied Ventures 和 ITIC-Taiwan 在内的现有支持者的 100% 重新投资。该轮融资获得了显著的超额认购。

Scintil 的 B 轮投资由 Yotta Capital Partners 和 NGP Capital 领投，英伟达（Nvidia）也参与了重要投资。

英伟达的参与不仅仅是一个财务信号。它表明这家全球主导的 GPU 制造商——其扩展互联架构正处于每一个重大 AI 基础设施建设的核心——将异质集成光子学视为一条可信的前进道路。

Scintil 的生产路线图要求在今年 2026 年进行 LEAF Light 产品发布和试点生产，并在同年开始向早期准入客户出货，量产将在 2027 年全面铺开。该公司与领先的硅光子代工厂之一 Tower Semiconductor 建立了高产量的制造合作伙伴关系，从而提供了扩展至 1 亿台以上所需的晶圆厂产能。

不是如果，而是何时

物理学是明确的。铜线无法扩展到 AI 基础设施所要求的带宽密度。向光互联的转变不再是一个“是否”的问题——而是一个“哪种架构、以何种成本、由谁提供”的问题。Scintil 的赌注是，答案始于单个芯片、十六个波长，以及一种最终让光融入硅片本土的制造工艺。

https://www.allaboutcircuits.com/news/light-speed-how-integrated-photonics-is-solving-ais-interconnect-crisis/

（来源：allaboutcircuits ）

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