全球首款！AI数据中心单芯片DWDM光引擎量产

随着 AI 数据中心对带宽和功耗的要求不断提升，网络互联正从电互联向光互联规模化升级，而在共封装光学（CPO）的技术体系中，激光器这一核心器件一直处于缺位状态。如今，这一局面已被改写。

高塔半导体与辛迪尔光子（Scintil Photonics）宣布，成功量产全球首款面向 AI 基础设施的单芯片密集波分复用（DWDM）光引擎。DWDM 即密集波分复用技术，可在一根光纤中同时传输多路光信号，在连接数十颗 GPU 的同时，大幅降低功耗与延迟。

辛迪尔光子首席执行官马特・克劳利（Matt Crowley）表示，光复用技术本身并非新概念。事实上，它的历史与互联网一样悠久。上世纪 90 年代，电信运营商在城市地下铺设了海量光纤，当时业界认为一根光纤承载一个波长终将成为常态。而当电信行业意识到，通过波分复用可在单根光纤中传输数十个波长时，整个行业迎来了颠覆性变革。

DWDM 技术迟迟未能在 AI 专用数据中心落地，核心原因在于其成本与需求尚不具备规模化部署条件。克劳利称：“AI 数据中心内部的数据传输，相当于超算的大规模扩容。”

区别于连接数据中心内不同集群的横向扩展（scale‑out）网络，纵向扩容（scale‑up）网络面临更大挑战，该模式需直接连接单机柜或集群内的加速芯片（XPU 扩展处理单元）。要让数十颗 GPU 与内存协同如同一台设备，就必须实现无缝带宽与极低延迟。

为提升 AI 数据中心的带宽、降低延迟并提高能效，网络工程师正逐步用光链路替代铜缆链路。可插拔光模块通过分立光学元件实现电光信号转换，而将这些元件集成到单一芯片，便是共封装光学（CPO）。

克劳利表示：“大型芯片厂商的做法，都是将光芯片与 GPU 进行键合。”CPO 芯片由此成为处理器的输入输出核心。但如果无法通过可规模化的工艺，将激光器本身集成到相同的硅芯片制程中，就不可能在单颗芯片上实现一根光纤承载多个波长。

面向 AI 网络的集成光子技术

辛迪尔的SHIP 异构集成光子技术（Scintil Heterogeneous Integrated Photonics），可将激光器、光电二极管、调制器等元件集成到可大规模量产的硅晶圆上。克劳利称：“这是我们的 CMOS 级方案”，同时通过特殊工艺，解决了光增益材料与硅键合的固有难题。

其工艺流程如下：由高塔半导体提供标准 300 毫米硅光晶圆，包含无源光学元件；将晶圆翻转，暴露出埋氧层；在激光器对应位置，将微小的无图形化铟磷 / III‑V 族半导体裸片精准键合至埋氧层，最大限度减少昂贵半导体材料的用量；最后通过光刻工艺刻蚀衍射光栅，形成 8 组分布式反馈激光器。

克劳利强调：“我们并非重新发明激光器。” 相比传统硅晶圆制造工艺，先进光刻技术可实现更精准的间距控制与波长稳定性。

最终产品为LEAF Light 光子集成芯片，芯片集成两组 8 通道分布式反馈阵列。每个光纤端口可提供 8 或 16 个波长，通道间距为 100 吉赫兹或 200 吉赫兹，确保无信号重叠与模式跳变。另一颗专用 ASIC 芯片则承担激光器阵列的全部电控与监测功能。

多波长激光器推动 CPO 技术进阶

克劳利表示：“我们真正做的，是把激光器直接集成到 CPO 芯片上。”英伟达与博通已在 CPO 方案中采用单波长光纤技术，验证了其在横向扩展网络中的可行性。“我们则在为纵向扩容网络打造下一代 CPO。”

单纤多波长传输，推动行业迈向理想的 “低速宽频” 架构 。例如，LEAF Light 芯片并非在单通道（单波长）传输 400 吉比特每秒，而是将 50 吉比特每秒分摊至 8 个通道，大幅提升单纤数据容量与整体能效。该设计可实现单纤1.6 太比特每秒的速率；而英伟达近期路线图显示，未来 DWDM 互联有望实现每比特低于 1 皮焦耳的功耗。

克劳利认为，该方案最核心的价值在于延迟。“我必须保证 GPU 之间的低延迟。” 如果单个处理器运算速度快于网络，GPU 就会持续等待数据，这一问题在搭载数十乃至上百颗 GPU 的纵向扩容网络中会被急剧放大。高带宽通道的前向处理与纠错机制，会进一步恶化延迟表现。“GPU 利用率会直接暴跌。”

而采用低带宽 DWDM 连接多颗 GPU，可使芯片利用率翻倍。

辛迪尔与高塔计划在2026 年底向客户交付数万颗器件，并在明年将产能提升一个数量级。到 2028 年，当客户计划在纵向扩容网络中部署 DWDM 时，供应链将完全就绪。克劳利表示：“我们对这项技术即将打开的全新可能充满期待。”