随着 AI 数据中心对带宽和功耗的需求不断提升，网络必须从电互联向光互联升级，而在共封装光学（CPO）体系中，一直明显缺少一个关键组件：激光器本身。如今这一局面终于被打破。上月，Tower半导体（Tower Semiconductor）与 Scintil Photonics 联合宣布，推出全球首款面向 AI 基础设施的单芯片 DWDM 光引擎。
DWDM 即密集波分复用技术，可在一根光纤上同时传输多路光信号，在连接数十颗 GPU 时，能大幅降低功耗与延迟。
Scintil Photonics 首席执行官 Matt Crowley 表示，光复用技术本身并非新概念。事实上，它几乎与互联网同时出现。上世纪 90 年代，电信企业在城市地下铺设了大量光纤，当时认为一根光纤承载一个波长会成为常态。而当行业意识到可通过复用技术在单根光纤中传输数十个波长时，整个电信领域迎来了革命。
DWDM 迟迟未能在 AI 专用数据中心规模部署，原因在于该技术在成本与规模上尚未满足需求。
“AI 数据中心内部的数据传输，相当于一台超算的极端规模化扩展。”Crowley 说。
区别于连接数据中心内不同集群的横向扩展（scale-out）网络，纵向扩展（scale-up）网络 —— 即在机柜或集群内直接连接加速器（XPU）—— 面临更大挑战。要让数十颗 GPU 与内存像一个整体一样高效运行，需要无缝带宽与极低延迟。
为提升带宽、降低延迟并提高能效，AI 数据中心的网络工程师正逐步用光链路替代铜缆链路。可插拔光模块通过分立光学元件实现电光转换，而行业下一步方向是将这些元件集成到单颗芯片上，即共封装光学（CPO）。
“大型芯片公司所做的，就是把光芯片绑定在 GPU 上。”Crowley 表示。
CPO 将成为处理器的输入输出芯片。但如果无法以可规模化的方式将激光器集成到同一硅片工艺流程中，就难以在单颗芯片上实现单纤多波长输出。
Scintil 与Tower将在 3 月 17–19 日于洛杉矶举办的 OFC 2026 会议上披露其制造路线图与技术细节。
面向 AI 网络的集成光子技术
Scintil 的异质集成光子技术（SHIP）将激光器、光电二极管、调制器等组件集成到可大规模量产的硅晶圆上。
“这相当于光子领域的 CMOS 工艺。”Crowley 说，同时通过特殊工艺解决了光增益材料与硅键合的固有难题。
工艺流程始于Tower半导体提供的标准 300mm 硅光晶圆，已集成无源光学元件。随后晶圆被翻转，露出埋氧层；再将未图案化的小尺寸 InP/III-V 半导体裸片精准键合到每个激光器位置，最大限度减少昂贵半导体材料的使用。最后通过光刻工艺刻蚀衍射光栅，形成 8 组分布式反馈激光器。
“我们并没有重新发明激光器。”Crowley 强调。
而是借助先进光刻设备，实现了比传统硅光制造更精密的间距控制与波长稳定性。
最终产品为 LEAF Light 光子集成芯片，集成两组 8 路分布式反馈阵列。每个光纤端口可提供 8 或 16 个波长，通道间距为 100GHz 或 200GHz，避免信号重叠与模式跳变。另一颗专用 ASIC 芯片则承担全部激光阵列的控制与监控电路。
基于多波长激光器的下一代 CPO
“我们真正做的，是把激光器直接做进 CPO 芯片。”Crowley 说。
英伟达与博通已在单波长光纤上部署 CPO，验证了其在横向扩展网络中的可行性。“而我们正在为纵向扩展（scale-up）打造下一代 CPO。”
单纤多波长传输推动行业走向理想的 “低速宽通道” 架构。例如，LEAF Light 芯片并非在单通道传输 400Gbps，而是将 50Gbps 分布到 8 个通道，大幅提升单纤容量与整体能效。该设计可实现单纤1.6Tbps速率；而英伟达近期路线图显示，未来 DWDM 互连有望实现每比特低于 1 皮焦耳的功耗。
Crowley 认为，最重要的收益在于延迟，“我必须保证 GPU 之间的低延迟。”
如果任意一颗处理器的运算速度快于网络，GPU 就会持续等待数据，在包含数十、上百颗 GPU 的纵向扩展网络中，这一问题会被急剧放大。高带宽通道上的前向处理与纠错会进一步恶化延迟，“GPU 利用率会直接暴跌。”
而采用低带宽 DWDM 连接多颗 GPU，可使利用率翻倍。
Scintil 与Tower计划在 2026 年底前向客户交付数万颗器件，并在明年将产能提升一个数量级。到 2028 年，当客户计划在纵向扩展网络中部署 DWDM 时，供应链将完全就绪。
“我们对它所能打开的全新可能感到兴奋。”Crowley 说。
（来源：Spectrum）
