AI数据中心正推动光互连技术进入快速演进阶段,而近日发生的一次重要人才流动,再次将VCSEL(垂直腔面发射激光器)技术推向行业聚光灯。
日前,欧洲光电半导体厂商ams OSRAM(艾迈斯欧司朗)宣布,原英伟达光互连核心技术负责人Ashkan Seyedi正式加盟公司,出任光互连业务线副总裁兼总经理,负责下一代光互连产品及业务发展。作为长期深耕硅光子和高速光互连领域的技术专家,Ashkan的加入,被业内普遍视为ams OSRAM正式加码AI数据中心光互连的重要信号,也让VCSEL技术路线再次成为行业讨论焦点。

从履历来看,Ashkan Seyedi拥有哥伦比亚大学电气与计算机工程双学士学位,以及南加州大学博士学位,博士期间便开始研究高速光电子器件,涉及InGaAsP、GaN等材料体系,并长期从事光子晶体器件、高速纳米线探测器以及高速光互连技术研发。
加入英伟达之前,Ashkan Seyedi曾先后任职于英特尔、慧与以及惠普实验室,参与硅光子工艺设计套件、集成激光器、硅调制器等多个关键项目。2021年加入英伟达后,担任硅光子产品架构师,并于2023年晋升为光互连产品总监,参与下一代GPU、CPU互连产品研发,并深度参与英伟达Spectrum-X共封装光学(CPO)产品体系建设,在业内具有较高影响力。

对于ams OSRAM而言,这并不仅仅是一位技术高管的加盟,更意味着公司希望把自身长期积累的VCSEL优势延伸至AI数据中心市场。
VCSEL并不是一项新技术。过去二十多年,它已经广泛应用于手机3D结构光、人脸识别、激光雷达、车载传感、工业视觉以及高速短距光通信等领域。相比传统边发射激光器(EEL),VCSEL最大的特点是激光垂直出光,天然适合晶圆级制造,可一次形成大规模二维阵列,具有制造成本低、一致性好、良率高、功耗较低以及易于封装等优势,因此成为消费电子和车载激光的重要核心器件。
近年来,随着AI服务器带宽需求快速增长,数据中心内部互连距离虽然越来越短,但端口数量却呈指数级增加。传统铜缆在高速率下功耗迅速攀升,光互连逐渐向交换芯片、GPU附近靠近,共封装光学(CPO)因此成为未来发展的重要方向。
目前业内针对CPO主要形成四条技术路线:
第一条是硅光(Silicon Photonics)。依托成熟CMOS制造工艺,能够实现高密度光电集成,目前已经成为800G和1.6T时代最成熟的方案,也是英伟达、博通、英特尔等厂商当前重点推进的技术路线。不过硅本身并不是理想发光材料,因此通常仍需要外挂磷化铟(InP)激光器作为光源。
第二条便是VCSEL路线。其核心思想是利用VCSEL阵列进行多通道并行传输,每通道工作速率相对较低,从而降低DSP复杂度和整体系统功耗。这一路线尤其适合服务器机柜内部几米至十米左右的超短距离互连,具有成本低、延迟低、能效高等特点,但随着传输距离增加,其优势会逐渐减弱。
第三条是磷化铟(InP)路线。由于能够单片集成激光器、调制器等多个光器件,因此在中长距离高速光通信中具有成熟优势,不过制造成本较高,集成密度相对有限。
第四条则是近年来快速发展的薄膜铌酸锂(TFLN)路线。凭借优异的电光调制性能,其被认为是未来3.2T乃至更高速率光互连的重要发展方向,但目前制造工艺复杂,产业化仍处于持续推进阶段。
从产业发展阶段来看,目前市场仍处于800G向1.6T升级过程中,硅光无疑占据主导地位,也是目前唯一实现大规模商业部署的CPO方案。但这并不意味着其他路线失去机会。
事实上,随着AI集群规模不断扩大,数据中心内部逐渐形成机柜内、机柜间、园区级等不同层级的互连需求,不同传输距离对应的最优技术路线并不相同。
业内越来越多观点认为,未来并不会只有一种技术统一整个市场,而是多条路线长期共存,根据距离、带宽、功耗和成本等因素进行差异化配置。正是在这样的背景下,VCSEL重新受到关注。
作为全球VCSEL领域的重要厂商,ams OSRAM拥有从外延材料、芯片制造、阵列设计到封装及光学系统的完整技术能力,在消费电子和汽车领域已经积累了大量量产经验。尤其是在可寻址VCSEL阵列方面,公司具备较强技术基础,这也是其区别于多数硅光厂商的重要竞争优势。过去,这些产品主要应用于手机3D感知、激光雷达、工业自动化等市场,而未来如果能够延伸至AI数据中心,将意味着VCSEL打开新的增长空间。
值得注意的是,目前业内关于VCSEL挑战硅光的讨论有所升温,但仍应保持客观看待。现阶段,VCSEL主要优势集中于超短距离互连,并不能完全替代硅光、InP等技术路线;而硅光依托成熟产业链和头部客户资源,在未来数年仍有望保持市场主流地位。Ashkan Seyedi此次加盟,更准确地说反映的是ams OSRAM希望凭借自身VCSEL技术优势切入AI数据中心市场,而不是意味着行业技术路线已经发生根本转变。
从更长周期来看,随着AI算力持续提升,光互连产业仍处于快速演进阶段。未来CPO的发展,很可能不会由单一路线主导,而是在硅光、VCSEL、磷化铟以及薄膜铌酸锂等多种技术共同推动下形成多元化产业格局。此次英伟达光互连核心技术负责人加盟ams OSRAM,更像是产业竞争进入新阶段的一次标志性事件。它释放出的信号并非VCSEL已经胜出,而是越来越多企业开始围绕下一代AI数据中心布局差异化技术路线,未来光互连产业的竞争,也将从单纯的芯片性能比拼,逐渐延伸至材料、封装、系统架构和产业链协同能力的全面竞争。
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