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富士康研究院:硅光子学观点-基于 MicroLED 的芯片间光互连(C2C)
2025-07-04 11:04
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:半导体、光学互连、人工智能、高性能计算 - **公司**:Foxconn、Nvidia、Avicena、HyperLume、Epistar、Ayar Labs、Samsung、Micron、Intel Capital 纪要提到的核心观点和论据 核心观点 - 微LED光互连技术是下一代短距离芯片间通信的关键突破技术,具有高带宽、低功耗、高空间密度和与CMOS工艺强兼容性等优势,有望成为未来AI/HPC系统封装中最具颠覆性的短距离通信选项 [3][13][15] - 微LED光互连技术在现有原型、关键企业和研究机构推动、与其他光学技术对比、与标准小芯片接口兼容性以及性能扩展和采用等方面具有显著特点和潜力 [14][15][16] 论据 1. **现有原型和解决方案** - **Avicena LightBundle**:开发了世界上最小的1 Tbps光收发器,在2023年超级计算大会上展示了304通道并行LED光链路,每通道3.3 Gbps,总数据速率达1 Tbps;采用16nm CMOS工艺,集成GaN蓝色微LED阵列和硅光电二极管阵列;带宽密度超1 Tbps/mm,能效约1 pJ/bit,传输距离超10米 [19][20] - **HyperLume Active Optical Cables (AOC)**:获得1250万美元种子资金,专注于机架级微LED光互连;初始产品支持每电缆1.6 Tbps,可扩展至3.2 Tbps;固定传输延迟约4纳秒,能效接近1 pJ/bit,传输距离达30米 [24] - **其他研究原型**:学术机构开发了多种微LED光互连原型,如在OFC和CLEO上展示的多通道链路,每通道2 Gbps,32通道总能效达0.7 pJ/bit;单微LED通道在均衡下可达13.2 Gbps;紫外光谱微LED阵列在自由空间10米传输达10 Gbps [25] 2. **关键公司和研究机构** - **Avicena**:开发LightBundle芯片let互连平台,兼容UCIe和BOW,适用于CPO、OBO和可插拔光模块;2022 - 2024年展示多个技术里程碑,获三星和镁光战略支持;收购GaN微LED晶圆厂,实现全栈控制 [32] - **HyperLume**:专注于服务器机架内短距离微LED光互连,获英特尔资本等1250万美元种子资金;开发模块化有源光缆,第一代产品支持1.6 - 3.2 Tbps,固定延迟约4 ns,能耗约1 pJ/bit,传输距离达30米 [33][34] - **其他**:Epistar开始与客户讨论短距离微LED光链路解决方案;Ayar Labs开发基于硅调制器和外部激光源的芯片级光互连;北卡罗来纳州立大学研究微LED器件热鲁棒性;OFC和CLEO会议上关于微LED光互连的论文增多 [35] 3. **与其他光学技术对比** - **架构和光源**:微LED光互连使用大量微GaN LED阵列作为光源,垂直耦合到多芯光纤束传输,无需外部激光;CPO集成激光源和硅光子调制器/引擎,通过单模光纤输出光;传统光模块是独立模块,通过SerDes连接到ASIC [37] - **带宽和I/O密度**:微LED光互连通过并行通道提供超高总带宽,边缘接口密度>10 Tbps/mm,目标25 Tbps/mm;CPO使用高速串行通道,带宽扩展依赖提高单通道数据速率;传统光模块受ASIC引脚数量和模块尺寸限制,典型模块带宽约400G [37] - **每比特能量**:微LED光互连每比特能量极低,约1 pJ/bit,目标低于1 pJ/bit;CPO每比特能量约3 - 5 pJ/bit;传统光模块由于SerDes和DSP能耗更高 [37] - **传输距离**:微LED光互连设计用于短距离机架级连接,传输距离10 - 30米;CPO使用单模光纤支持数百米距离;传统光模块多模可达50 - 100米,单模支持500米到数公里 [37] - **延迟**:微LED光互连使用NRZ等简单调制,无FEC,短距离传输超低延迟;CPO采用PAM4和FEC、DSP,编码延迟高;传统光模块高速模块需要SerDes和FEC,增加延迟 [37] - **实施复杂度**:微LED光互连需要将微GaN LED大规模转移并精确对准到CMOS电路,数百个通道需与多芯光纤对准;CPO需要解决共封装散热和光对准问题,封装复杂;传统光模块技术成熟,但面临物理限制 [37] - **优势和挑战**:微LED光互连具有前所未有的I/O带宽密度和能效,封装公差高降低制造成本,但需要提高微LED大规模转移良率,与现有高速I/O接口可能需要桥接芯片,距离有限且缺乏标准化生态系统;CPO通过缩短电气路径提高能效,提供适度距离,但缺乏通用标准,热复杂性和单点故障风险高,目前成本高于传统模块;传统光模块标准化、可互操作生态系统,易于系统升级,但电气接口瓶颈日益严重,难以进一步扩展带宽和降低能耗 [37] 4. **与标准小芯片接口兼容性** - **接口兼容性**:Avicena的LightBundle收发器小芯片设计为直接与UCIe和BoW等宽总线、低功耗小芯片协议接口,实验验证其电气接口可支持多种协议,未来版本将支持UCIe标准 [40][41] - **用例**:集成微LED光互连与标准化小芯片接口可实现GPU - GPU光互连和内存分离等新系统架构,如AI训练集群通过UCIe - 光纤链路互连GPU,增加节点间带宽;内存可通过光互连与处理器分离,实现更大、池化的内存架构 [42] - **行业采用**:UCIe联盟和OIF等组织正在积极探索将光PHY集成到未来小芯片接口版本中,Open Compute Project已开始讨论相关可能性,未来“光学UCIe”或“BoW over fiber”等应用模式将更可行 [43][44] 5. **未来趋势和潜力** - **更高传输速度和带宽**:随着材料和驱动电路的改进,单个微LED通道数据速率有望超过10 Gbps,单收发器芯片未来可能支持数百Tbps的总吞吐量,满足未来百亿亿次浮点运算规模AI系统和超级计算平台的需求 [45] - **持续降低能耗**:微LED链路每比特能量有望进一步下降,接近理论极限0.1 - 0.5 pJ/bit,低于标准光模块,降低功耗和发热,提高系统集成密度和可靠性 [46][47] - **传输距离和应用范围**:通过改进多芯光纤设计或使用有源光中继器,微LED链路传输距离可能适度扩展,其优势仍在机架级和板级互连,未来数据中心架构可能演变,跨房间芯片间通信也可纳入微LED链路 [48] - **标准化和生态系统发展**:未来几年可能出现光小芯片互连的新兴规范,UCIe可能引入光扩展,OIF可能创建新协议;LED芯片制造商、硅代工厂和光纤连接器供应商将发挥关键作用,推动微LED互连成本降低、可靠性提高和可扩展性增强 [49][50] - **颠覆性潜力和新架构**:微LED互连商业成熟后,将推动计算系统设计的根本转变,如内存池化和可组合计算成为现实,多芯片模块设计将演变,在高性能计算中可形成低延迟光网状网络 [51] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 富士康研究院在硅光子论坛上强调了使用微LED阵列进行芯片间光通信的概念,并强调了该技术与封装平台灵活集成的潜力 [6] - 国立阳明交通大学的教授对高速光电器件和阵列级封装进行了长期研究,探索微LED互连在短距离数据中心应用中的系统级优化 [6] - SemiVision研究团队将继续监测微LED光互连技术的进展,包括材料、芯片设计和生态系统发展 [7]
摩根士丹利:半导体生产设备_2025 年 6 月技术月刊
摩根· 2025-07-01 08:40
报告行业投资评级 - 行业评级为有吸引力(Attractive) [2] 报告的核心观点 - 生成式AI及相关领域投资活跃,虽部分超大规模数据中心投资延迟引发对AI投资可持续性的担忧,但微软计划继续激进投资,AI和半导体需求相互促进,预计HBM4资本支出从2025年下半年开始全面增加,先进封装需求也在上升 [8] - 预计尽管半导体整体市场复苏缓慢,但强劲的AI半导体需求将支撑半导体生产设备(SPE)需求持续强劲增长,先进封装应用的SPE预计将比SPE市场其他部分增长更快 [12] - 预计2025年晶圆厂设备(WFE)市场将出现个位数低幅负增长,WFE制造商对中国的销售从2025年下半年开始放缓,2026年WFE市场将根据中国市场情况发生显著变化 [16][20] - 美国政府贸易管制、中美脱钩等因素对行业影响复杂,部分企业受不同因素影响呈现不同机遇和挑战,如TI在美国投资使国内设备制造商受益,中国AI芯片国产化推动资本密集度上升使部分测试企业受益等 [21] - 高数值孔径极紫外(high-NA EUV)光刻系统大规模生产采用时间推迟,多数人认为2029年或更晚才会广泛应用,无防护膜EUV光刻需要更多掩膜,防护膜可延长EUV掩膜寿命等 [31] - KAIST公布HBM8技术路线图,虽为假设性路线图但指明技术发展方向,高速HBM及相关集成将推动高速测试需求,玻璃中介层商业化和冷却机制应用将发挥部分企业优势 [33][34] 根据相关目录分别进行总结 硅周期变化 - 微软和OpenAI计划2028年启动Stargate项目,未来四年投资1000亿美元;谷歌DeepMind预计投资超1000亿美元;亚马逊2024年3月宣布与顶级AI初创公司合作 [8] - 微软2025年1 - 3月财报显示,2025财年资本支出计划同比增长58%至约878亿美元,2026财年资本支出将从土地/建筑和电力设施转向电子设备,有利于半导体需求 [8] - AI服务器需要大量GPU,GPU需要大量高带宽内存(HBM),NVIDIA计划未来四年每年升级其GPU旗舰型号,预计HBM4资本支出从2025年下半年开始全面增加,先进封装如芯片上晶圆上芯片封装(CoWoS)需求也在增加 [8] 先进封装材料与SPE需求 - 媒体报道显示,MGC和Resonac无法满足AI GPU用先进封装材料的旺盛需求,供应短缺,预计强劲的AI半导体需求将支撑SPE需求持续强劲增长,先进封装应用的SPE预计增长更快,对Disco、东京精密(Tokyo Seimitsu)和爱德万测试(Advantest)评级为增持(OW) [12] SOC测试市场 - 2024年全球SOC测试市场规模为39亿美元,爱德万测试市场份额为59%,泰瑞达(Teradyne)为39% [14] WFE市场展望 - 预计2025年WFE市场将出现个位数低幅负增长,Kokusai Electric、SCREEN Holdings、东京电子(Tokyo Electron)对中国的销售占比在2025年下半年和2026年将有所下降,WFE市场在2026年将根据中国市场情况发生显著变化 [16][18][20] 中美脱钩与SPE选股 - TI宣布在美国德州投资600亿美元用于半导体设备,国内设备制造商将受益,对与TI关系密切的Disco和SCREEN HD评级为增持 [21] - NVIDIA因美国对中国半导体出口限制,不再将对中国的销售纳入指引,中国AI芯片国产化将推动资本密集度上升,有利于爱德万测试和东京精密,对二者评级为增持 [21] 光刻技术展望 - 高数值孔径极紫外光刻系统大规模生产采用时间推迟,多数人认为2029年或更晚才会广泛应用,无防护膜EUV光刻每层需要2 - 3套掩膜,多数人认为无防护膜EUV光刻掩膜寿命是氟化氩浸没光刻掩膜的20% - 60%,三分之一的人认为防护膜可使EUV掩膜寿命延长3倍以上,目前低数值孔径EUV光刻掩膜采用光化学方法检测的比例较低但呈上升趋势 [31] HBM技术路线图 - KAIST公布HBM8技术路线图,指明技术发展方向,高速HBM及与高带宽闪存(HBF)集成将推动高速测试需求,有利于爱德万测试和日本微电子(Micronics Japan),玻璃中介层商业化和冷却机制应用将发挥Disco和东京精密的优势 [33][34] 设备市场份额 - 2024年全球蚀刻设备市场规模为171亿美元,拉姆研究(Lam Research)市场份额为42%,东京电子为24%,应用材料(AMAT)为17%,北方华创(NAURA)为6%,中微公司(AMEC)为6%,日立高新(Hitachi - High tech)为2% [44] 公司估值与目标价 - DISCO目标市盈率为25.1倍,基于2028年3月财年每股收益(EPS)估计值2724日元 [46] - 爱德万测试测试市场触底,预计随长测试时间设备需求增加而增长,应用市盈率14.0倍,目标价10300日元基于2028年3月财年EPS估计值737.1日元 [49] - 东京精密目标价基于市盈率14倍和2026财年EPS估计值 [52] - SCREEN Holdings目标市盈率为11.9倍,基于2028年3月财年EPS估计值1145日元 [54]
AMD buys silicon photonics startup Enosemi to fuel its AI ambitions
TechCrunch· 2025-05-29 01:23
公司收购动态 - AMD收购专注于硅光子产品开发的初创公司Enosemi 交易条款未披露[1] - 这是AMD在49亿美元收购ZT Systems后的首笔收购 此前已以30亿美元出售ZT Systems的服务器制造业务[4] - Enosemi联合创始人Ari Novack已加入AMD担任硅设计工程研究员[3] 技术布局 - 硅光子技术利用光子传输数据 比传统电信号传输更快更高效 AMD等芯片厂商对该技术兴趣日益增长[1] - 被收购方Enosemi专长于光子集成电路研发 产品包括数据中心内部的光学互连组件[2] - 此次收购将加速AMD面向AI系统的共封装光学技术创新[2] 行业趋势 - AI模型复杂度提升推动对高效数据传输方案的需求 AMD预计2024年AI芯片收入达50亿美元[4][2] - 2023年底AMD曾与多家台湾初创企业开展硅光子技术研发合作[1] 标的公司背景 - Enosemi成立于2023年 总部位于硅谷 创始团队具有半导体工程背景[2] - 被收购前获得新墨西哥Vintage基金等机构15万美元风险投资 员工规模16人[3] - 此前与AMD存在光子技术开发合作伙伴关系[2]
Marvell Technology Plunges 17% in a Year: Hold or Fold the Stock?
ZACKS· 2025-05-08 22:35
股价表现与市场担忧 - 公司股价过去一年下跌17.3%,表现逊于行业11.5%的增长[1] - 股价下跌主因包括科技股普遍抛售、中美贸易紧张局势升级,尤其公司43%的2025财年收入依赖中国市场[4] - 公司在华拥有研发设施和外包业务,地缘政治风险和潜在制裁加剧投资者担忧[5] AI与数据中心业务增长 - 公司AI相关收入2025财年突破15亿美元目标,2026财年预计大幅超过25亿美元目标[6] - 定制AI芯片和电光解决方案推动公司在高性能计算领域领先地位,预计加速计算(XPU)收入将持续增长至2027财年后[7] - 数据中心需求推动高速光互连产品(如800G PAM、1.6T PAM DSP)采用,其中1.6T技术降低光模块功耗20%[8] - 铜向光互连的技术转型及2nm硅IP开发强化公司在下一代网络领域优势[9] 财务预期与估值 - 2026财年收入共识预期83亿美元(同比增长43.8%),每股收益预期2.76美元(同比增长75.8%)[10] - 公司连续四个季度超预期,平均超出幅度4.3%[10] - 当前远期市销率5.59X,低于行业中值10.16X和行业平均6.81X,估值吸引力显现[14] 战略合作与技术整合 - 与NVIDIA合作整合光互连技术与AI计算平台,开发高效AI解决方案NVIDIA Israel-1[12] - 联合Juniper Networks和Coherent Corp开发800ZR网络方案,支持AI/云/5G应用[13]