英伟达加速布局光互连，OOI技术瞄准下一代GPU

光引擎转移至硅中介层，提升芯片互连效率

据有关消息，英伟达正在推进光学中介层（Optics-on-Interposer，OOI）架构，并于2026年SEMICON West展会上展示了相关技术原型。该方案将共封装光学（CPO）架构中位于有机封装基板上的光引擎（OE），转移至承载计算芯片的硅中介层上，通过缩短电信号传输距离、提高互连密度，提升芯片间数据传输效率。

随着AI计算规模不断扩大，GPU之间的数据交换需求快速增长。如何在扩展互连带宽的同时控制传输功耗，已成为英伟达计算系统设计的重要方向。OOI利用硅中介层能够支持更细间距布线的特点，将ASIC与光引擎布置得更加紧密，使ASIC电信号能够通过短距离、高密度互连结构传输，从而减少长距离高速串行器/解串器（SerDes）链路带来的信号损耗和功耗。

OOI为GPU光互连铺路

英伟达推进OOI技术，将直接影响CPO产品的发展，有望降低AI集群中的互连功耗与延迟。但从英伟达包括NVLink在内的整体技术布局来看，OOI更深层的价值可能在于为未来GPU等计算单元与光引擎的直接集成，以及三维封装架构的发展进行技术铺垫。

在当前封装架构中，GPU与高带宽内存（HBM）通常通过硅中介层上的先进高密度封装实现连接。未来若将光引擎进一步纳入类似的集成环境，就需要统筹考虑计算芯片、存储器与光学组件之间的布局和连接方式。因此，英伟达对中介层光电集成的研究，可以视为对上述封装需求的前期探索，为GPU外部互连从电互连向光互连转变积累技术基础。

硅中介层的高密度布线能力，也与英伟达探索并公开的“慢而宽”（Slow and Wide）技术路径形成互补。通过增加并行电气通道数量，英伟达可以在降低单通道传输速率的同时提升总带宽，减少对超高速SerDes链路及复杂信号补偿技术的依赖。对于需要持续提升数据交换能力的GPU而言，这种方案的优势在于，随着互连带宽不断扩大，仍有机会控制单位比特传输能耗。

在光引擎与光纤的连接环节，英伟达对密集波分复用（DWDM）技术的探索也提供了另一项支撑。该技术能够在同一根光纤中利用多个不同波长传输信号，使总带宽随着波长数量增加而提升，减少对光纤数量及并行测试规模的扩展需求，并间接缓解光纤组装与测试环节的良率压力。“慢而宽”与DWDM分别作用于电气接口和光学接口的并行传输。两者结合，有望帮助英伟达探索兼顾带宽密度与功耗的光互连解决方案。

光引擎靠近热源，散热成为关键挑战

尽管OOI能够缩短ASIC与光引擎之间的距离、降低传输功耗，但也可能加剧封装内部的热串扰。ASIC与光引擎之间的距离缩短，以及因光纤连接区域（Shoreline）布局收紧而带来的光学组件密集化，都可能增加热干扰。与将光引擎布置在有机基板周围的方案相比，硅中介层上的紧凑布局留给热隔离和组件布置的空间更少。

作为主要热源的ASIC与光引擎之间产生的热耦合，将直接影响光子集成电路（PIC）的工作温度。与此同时，英伟达预计还将引入DWDM技术，以缓解光纤连接区域的布局限制。但微环谐振器（MRR）等用于调制的温度敏感型组件，在温度变化时可能出现谐振波长偏移，进而影响信号调制、滤波和接收。因此，英伟达不仅需要确保封装具备足够的散热能力，还必须维持靠近热源的光学组件所需的稳定工作温度。

总体来看，从工程实现角度而言，英伟达的OOI架构具有较强的前瞻性。将光引擎进一步靠近计算芯片，有望提升CPO性能，并为未来GPU光电集成奠定技术基础，但同时也将带来更加复杂的热管理要求。在高功耗和动态工作负载下维持光链路稳定，同时控制制造良率与成本，将成为该技术下一阶段需要解决的关键问题。