在人工智能算力需求爆发式增长的背景下,一场由“光”主导的底层硬件革命正在悄然上演。近日,全球AI芯片巨头英伟达(NVIDIA)豪掷40亿美元,分别投资Lumentum和Coherent两大光学企业,目标直指微透镜阵列——这一被喻为CPO光引擎“心脏”的关键元器件。行业分析指出,随着传统铜线传输面临功耗与带宽瓶颈,以微透镜阵列为核心的光学技术正成为AI基础设施的命脉,而中国厂商炬光科技凭借技术突破已跻身全球第一梯队。
铜线传输遭遇天花板光学技术成破局关键
2026年,CPO在AI数据中心光模块的渗透率只有0.5%。但到2030年,这个数字将飙到35%。七年,70倍空间!为什么爆发得这么猛?因为传统方案已经“废”了。NVIDIA的NVLink6,单通道跑到400GSerDes,单颗GPU带宽3.6TB/s。在这种速度下,铜缆的电信号传不到一米就开始崩。谷歌早就看透了这一点。他们在自家数据中心干了件狠事:把Spine层的传统交换机(EPS)全部换成了OCS。传统交换机每处理一个数据包,都要做一次“光电-电光”转换,功耗高、延迟大。而OCS,光信号进去,光信号出来,中间根本不碰电。谷歌的PalomarOCS,136个通道进、136个通道出,里面藏着两个2DMEMS阵列,每个阵列136面微镜,精准控制每一束光的走向。
这背后靠什么实现?——微透镜阵列。没有它,光就“散”了,信号就“歪”了,整个OCS就是一坨废铁。
CPO的核心逻辑是“电短光长”,电信号只走毫米级,剩下全交给光。但这里有一个致命难题:光芯片(PIC)和光纤的接口,对准精度要达到亚微米级。什么概念?一根头发丝的1%都不到。传统的V型槽工艺,是一个槽一个槽地刻,通道一多(96通道甚至更高),累积误差直接让你崩溃。
“隐形冠军”崛起炬光科技构筑技术护城河
晶圆级同步结构化技术,在一整片晶圆上,一次性刻出所有沟槽和对准结构。没有累积公差,支持复杂几何设计,96通道起步,良率和一致性吊打传统工艺。别人是在“绣花”,炬光是在“批量印刷”。这就是为什么NVIDIA要提前锁单。因为到了CPO时代,光模块里的每一根光纤、每一路光信号,都离不开这块微透镜阵列。
炬光的光通信收入已经验证了这一点:2025年前三季度,光通信应用收入3979万元,同比增长109%。V型槽项目客户样件正在交付,N×N大透镜阵列已经小批量出货。
这不是炬光一家的事。整个产业链都在疯狂布局。
上游:硅晶圆(Shin-Etsu)、SOI(Soitec)、磷化铟衬底(AXT)这些是“地基”。
微光学器件(炬光科技)、光子器件(Lumentum、Coherent、Intel)这些是“心脏”。
中游:交换机ASIC(Broadcom、NVIDIA)、先进封装(台积电CoWoS、ASE)这些是“骨架”。
下游:AI数据中心(谷歌、微软、NVIDIA集群)、电信网络、超算这些是“战场”。
最狠的变量来自台积电。COUPE3D封装技术,直接把逻辑芯片和硅光芯片堆叠在一起,利用微环调制器(MRM),在极小体积内实现超低功耗。这意味着什么?光引擎不再是一个外挂模块,而是和计算芯片“长”在了一起。而在这个“3D堆叠”的光引擎里,微透镜阵列是那个负责“对焦”和“导光”的关键角色。没有它,光路全是乱的。CPO不是升级,是重构。而重构的底座,是微纳光学。
炬光的“护城河”:不只做器件,而是建平台
很多人看不上上游元器件,觉得“不就是个透镜吗”?大错特错。炬光的真正壁垒,不是某一个产品,而是一整套“多工艺微纳光学平台”。
晶圆级同步结构化、光刻-反应离子蚀刻(RIE)、晶圆级微纳光学压印(WLO)、精密模压、冷加工……你能想到的主流微纳光学制备技术,它全掌握了。这就好比:别人只会做一种菜,炬光开了一个“中央厨房”,下游客户要什么,它都能快速定制、批量生产。反映在财报上:2025年营收8.80亿元,同比增长41.93%;归母净利润减亏76.19%。激光光学业务毛利率回升到42.44%,泛半导体制程业务毛利率高达74.35%。研发费用前三季度增长87.76%,费用率22.14%,钱全砸在技术储备上。短期看订单,中期看客户,长期看平台。炬光已经把“长期”的牌捏在了手里。
AI算力的尽头,不是GPU,是光。而光的尽头,不是光模块,是微纳光学。微纳光学的尽头,是那批能搞定亚微米级精度、能批量生产、能定制化服务平台的“隐形冠军”。CPO渗透率0.5%→35%,七年70倍。光模块与GPU比例1:2→1:10,光模块增速远超算力芯片。光互连迭代速度从4年翻倍→2年翻倍。这个赛道,才刚刚开始。
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