AI算力系统持续向更高密度、更大规模演进,光互连也在从800G、1.6T迈向3.2T。带宽提升之后,挑战随之延伸到高速电接口、光电封装、散热及制造环节:如何在有限空间内传输更多数据,并让方案适应实际部署?
在CIOE2026「立讯技术思享汇」上,立讯技术光互连研发总监仵允贤以“3.2T及下一代AI光电互联发展趋势”为主题,分享了3.2T可插拔光模块,以及NPO、XPO等技术路径的设计思路。本期沿着速率升级与架构演进,回顾下一代AI光互连需要解决的关键问题。
仵允贤 立讯技术光互连研发总监迈向3.2T,单通道速率与接口设计同步升级
从800G到1.6T,再到3.2T,提升总带宽主要有两条路径:提高单通道速率,或增加通道数量。对于沿用可插拔形态的3.2T方案,单通道400G是值得关注的方向。
通道速率提高后,光侧与电侧需要协同演进。演讲介绍了面向3.2T的8通道400G方案,并指出:当高速电信号仍需经过模块接口与板卡连接时,信号损耗、反射和串扰会成为设计难点。
围绕这些问题,立讯技术对新型模块接口开展了结构设计与信号完整性仿真。接口的引脚布局、阻抗连续性和屏蔽方式,需要与连接器、模块及测试链路一同评估。速率升级,最终要由完整链路的表现来验证。
功耗增加,散热需要从设计初期介入
更高带宽也带来更高的功耗预期。分享中,3.2T可插拔方案围绕最高60W的功耗需求进行了设计和热仿真。
当多个高速模块集中部署时,散热效果取决于模块内部布局、热传导路径、冷却方式及整机条件。局部器件能够正常工作,并不等于模块在系统中一定拥有足够的散热余量。
因此,3.2T的开发需要将电接口、结构和热管理放在同一方案中考虑。信号路径如何安排、热量从哪里导出,都会影响产品的最终形态。
光引擎靠近芯片,NPO如何兼顾性能与维护?
可插拔光模块位于设备面板,高速电信号通常需要经过一段板内路径才能到达模块。随着速率提升,这段路径的损耗控制更加困难。
NPO,即近封装光学,将光引擎布置在芯片附近,以缩短高速电信号的传输距离。电路径缩短后,新的设计问题也随之出现:光电器件如何封装、光纤如何耦合、热量如何导出,以及光引擎如何安装和维护。
演讲比较了2D、2.5D与3D等封装方向。不同方案在信号完整性、散热、耦合工艺和成熟度方面各有取舍。走向更高带宽时,封装集成程度可能继续提高,但具体路线仍需结合工艺成熟度与系统条件判断。
对于NPO,验证范围也需要扩大。除了光引擎本身,还要关注从芯片、Socket到光引擎的完整信号链路,并评估温度变化带来的结构形变与应力影响。
立讯技术同步推进NPOSocket及自动化组装方案,为光引擎的安装、测试和维护提供接口支持。随着相关规范逐步推进,接口兼容性也将成为方案落地的重要条件。
面向更大规模系统,XPO探索新的光电布局
演讲还介绍了面向更大规模互连场景的XPO。此类方案需要容纳更多通道,并处理更高的系统功耗,光芯片、电芯片、供电板与冷却结构的相对位置都需要重新安排。
在分享的方案分析中,单通道200G条件下的LRO被视为值得重点评估的路径。它在链路性能与功耗之间提供一种选择,但实际采用哪种架构,仍取决于传输距离、芯片能力和系统功耗预算。
封装方面,立讯技术比较了多种TIA与PIC的布局方式。两者的位置变化,会同时影响信号路径、光纤耦合和散热路径。演讲展示的特定方案仿真中,优化布局后TIA温度相较另一方案降低了30℃以上;这一结果对应特定结构与仿真条件,需要结合实际产品继续验证。
从分立器件走向更紧密的集成,还有助于减少封装及耦合次数。对于通道数持续增加的产品,这关系到装配效率、产品良率和规模化交付。
从技术验证走向系统应用
3.2T可插拔光模块、NPO与XPO,分别回应不同的连接位置和部署需求。它们的推进,都离不开光、电、热、封装与制造环节的协同。
立讯技术围绕高速接口、NPOSocket、光电封装及自动化组装开展方案开发,并通过信号、热与结构仿真检验设计。在高密度产品中,从样品走向批量制造,还需要对装配精度和过程一致性持续控制。
下一代AI光互连的升级,已经贯穿芯片周边、模块内部与系统架构。让更高带宽真正进入应用,需要在完整链路中平衡性能、散热、装配与维护需求,也需要让设计能力与制造能力同步向前。
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