文章核心观点 - 光协同封装技术因能有效降低功耗并增加服务器封装间带宽而受到业界关注 尤其是在人工智能推动超大规模服务器群发展的背景下 [1] - 在ISSCC 2025会议上 博通 英特尔及学术界展示了在CPO及相关光互连技术上的最新进展 均以实现低功耗和高带宽为目标 [21] - 行业预计CPO技术将很快进入现实市场 英伟达已宣布其基于硅光的CPO产品将在2025年下半年推出 该技术对实现高性能计算和降低功耗至关重要 [21][22] 博通的产品进展 - 博通在受邀会议上简要介绍了其Tomahawk 5交换机芯片 该芯片支持51.2Tbps带宽 功耗效率为6pJ/比特 [2] - 博通坚称TH5-Bailly自2023年已开始量产 并已向客户提供样品 但未提及广泛上市时间 [2] 英特尔的技术突破 - 英特尔发表论文 展示了一款基于108Gb/s PAM4 VCSEL的直接驱动光学引擎 能效达到0.9pJ/比特 [4][5] - 该设计采用PAM4调制替代NRZ以改善带宽和功耗 并利用复合零连续时间线性均衡器实现高线性度 [4][5] - 通过使用3D打印聚合物波导实现直接光学布线 将封装面积从11x8平方毫米减小至4x6平方毫米 高度从3.5毫米减小至1毫米 [4] 学术研究进展 - 密歇根大学Ehsan Afshari博士的论文探讨了使用微型LED替代激光 并采用并行光学链路以实现低功耗和高带宽 [11] - 其展示的演示芯片采用台积电N16工艺 集成了304个LED和光电二极管 实现了1.2Tbps总带宽 链路功率小于1pJ/比特 [19] - 该技术主要针对芯片间或封装间短距离通信 而非长距离通信 [19] 行业趋势与展望 - 尽管目标市场不同 但产业界和学术界均致力于实现低功耗和高带宽的光互连解决方案 [21] - 英伟达宣布将于2025年下半年推出其CPO产品Quantum-X Photonics和Spectrum-X 这些是基于硅光的网络交换芯片 [21] - 为支持超强AI及未来大型服务器群的发展 提高性能和降低功耗的技术努力将持续 光链路技术包括CPO被寄予厚望 [22]

文章核心观点 - 光协同封装（CPO）技术因能有效降低功耗并增加服务器封装间带宽而受到业界高度关注，被视为支持人工智能等超大规模服务器群发展的关键技术[1] - 在ISSCC 2025会议上，博通、英特尔及学术界展示了多项CPO相关技术进展，均以实现低功耗、高带宽为目标[19] - 行业预计CPO产品将很快进入现实市场，例如英伟达宣布其基于硅光的CPO产品将在2025年下半年推出，以支持高性能计算和AI发展[20] 博通（Broadcom）的CPO进展 - 博通在受邀行业会议上简要介绍了其Tomahawk 5 (TH5)–Bailly交换机芯片，该芯片支持51.2Tbps带宽，并实现了6皮焦耳每比特（pJ/b）的功耗效率[2] - 博通坚称TH5-Bailly自2023年就已量产，并已向客户提供样品，但未提及广泛上市时间[2] 英特尔（Intel）的CPO技术突破 - 英特尔发表论文，展示了一款基于108Gb/s PAM4 VCSEL的直接驱动光学引擎，实现了0.9皮焦耳每比特（pJ/b）的能效[4][5] - 通过采用4级脉冲幅度调制（PAM4）方案替代不归零（NRZ）调制，改善了带宽和功耗[4] - 使用3D打印聚合物波导实现直接光学布线（DOW），替代机械光学接口（MOI），将外形尺寸缩小至原面积的1/4（从11x8平方毫米减至4x6平方毫米）和原高度的1/3（从3.5毫米减至1毫米）[4] - 设计了具有复合零的连续时间线性均衡器（CTLE），使用重叠电感和分流反馈，实现了小电感面积下的高线性度，从而获得平坦的宽带响应[5] 学术研究：基于MicroLED的并行光学 - 密歇根大学Ehsan Afshari博士的论文提出使用微型发光二极管（uLED）替代激光以实现低功耗，并采用并行光学链路来增加带宽，目标市场是芯片间或封装间短距离通信[10][17] - 展示了一款演示芯片，采用130纳米CMOS工艺实现32x2Gb/s，并在台积电N16工艺芯片上集成了304个LED和光电二极管，实现了1.2Tbps带宽（4Gbps/通道 x 304通道），链路功率小于1皮焦耳每比特（pJ/b）[17] 行业趋势与展望 - 网络设备与数据中心在整体能耗中的占比正变得越来越高[3] - 尽管在ISSCC 2025上未看到真正的CPO产品运作，但行业感觉距离在现实市场中看到各种CPO产品的时间不会太长[19] - 英伟达在GTC 2025上宣布，其基于硅光的CPO产品（Quantum-X Photonics和Spectrum-X网络交换芯片）将在2025年下半年出现[20] - 为支持超强AI发展及未来如“星际之门”等大型服务器群的出现，提高性能和降低功耗的努力将持续，光链路（包括CPO）的作用备受期待[20]