光芯片，成为关键

人工智能（AI）运算能力的军备竞赛持续升温，全球基础设施投资正迎来史上最大规模的浪潮。然而，AI 产业在处理器之间数据移动方面，正遭遇「一堵根本性的高墙」。因为现有采用铜线的互连技术，已无法有效扩展，进一步服务新世代AI 所需的数百万个处理器。在此背景下，光子芯片（Photonic Chips）新创公司Celestial AIAI 和OpenLight 正迅速崛起，提供更快速、功耗更低的解决方案，以满足亚马逊、微软和Google 等超大规模（hyperscaler）客户的需求。

为应对市场对下一代AI 基础设施飙升的需求，光子芯片新创公司获得了强大的资金支持并深化了与代工伙伴的合作。其中，Celestial AI 在2025 年8 月份获得了来自台积电相关的VentureTech Alliance 和三星Catalyst Fund 的2.55 亿美元投资，使其总募资金额达到5.2 亿美元。 Celestial AI计划利用这笔新资金加强其供应链，并深化与包括台积电在内的代工厂合作伙伴关系。

另外，OpenLight 也在8 月份筹集了3,400 万美元的资金，投资者包括瞻博网路（Juniper Networks，现为HPE 的一部分）以及Lam Research 的企业投资部门Lam Capital等。 OpenLight 也正准备利用新资本扩展其主动与被动光子元件的制程设计套件（PDK）资料，已透过相关元件来委由代工厂高塔半导体(Tower Semiconductor) 生产制造。

就目前的进度来看，Celestial AI预计2026年中到下半年开始销售首批芯片。因专注伺服器「纵向扩展」（scale-up）网路，占资料中心85% 数据流量，2025 年起纵向扩展销售额超越基于铜线的乙太网横向扩展（scale-out）交换器，加上Celestial AI 核心技术是Photonic Fabric，提供从处理器封装内部芯片到芯片之间，或跨资料中心机架的伺服器到伺服器之间的光学扩展网路。而且，Photonic Fabric 在功耗方面显著优于辉达(Nvidia) 的NVLink 互连技术，Celestial AI也正以其专利的Optical Memory Interface Bridge (OMIB) 做为NVLink 的替代方案。

Celestial AI 解释，OMIB 是先进封装，类似英特尔EMIB、台积电CoWoS 和三星IQE，提供芯片和芯片间光子连接。 Celestial AI 控制电路的发射接收采台积电4 和5 纳米芯片，速度效率相较Nvidia 需600~700 奈秒完成操作，Celestial AI 可100~200 奈秒内完成，且功耗极低，约为每位元2.8 微微焦耳。

除了以上的专利技术之外，Celestial AI的技术突破还包括使用电吸收调变器（EAMs）来控制雷射光束强度，而非使用对热敏感的微环（micro-rings），藉由使用EAMs 施加电场来调变光的吸收。这种设计使得Celestial AI 能够将光学I/O 放在芯片任何位置，解决了在大型芯片内连接高密度互连所面临的电磁干扰（EMI）信号完整性挑战。 Celestial AI 目前正在进行流片（taping out）阶段，正式量产后将世界上第一个将光学I/O 放置在芯片中央的大型芯片。

另外，Celestial AI也正在开发一种统一记忆体空间架构。该公司在芯片的南侧放置了两个HBM3e 控制器，并在东西两侧放置了四个DDR 控制器，以处理八个DDR DIMM。透过软体，HBM 可以做为DDR 的快取。因为能让任何处理器读写任何记忆体位置，并能将TB 级的深度学习推荐模型（DLRM）储存在本地，进而隐藏DRAM 的记忆体存取延迟，这成为了Celestial AI 的另一项创新技术。

Celestial AI未来计划将其IP 整合到客户的晶粒上，或提供光学小芯片（optical chiplet）供客户封装。这些光学小芯片包含EIC（嵌入式中介层载体）技术，EIC 是一种新封装技术，能以低于传统3D IC 的成本，将小芯片整合到多层且类似芯片的封装中。

而在OpenLight 的发展方面，该公司预计2025 年底开始为其首批客户投入相关产品的生产。 OpenLight 的主要优势在于采用磷化铟（indium phosphide）技术，透过异质整合将雷射整合到芯片上。 OpenLight指出，当前一些相当大的客户对将磷化铟应用于共同封装光学元件（CPO）非常感兴趣。所以，OpenLight 已成功展示了采用磷化铟的400 Gbps 调变器，并且其200 Gbps 调变器达到了约1.5 微微焦耳每位元的极低功耗。这可被异质整合的能力，代表着将200 兆位元调变器替换为400 兆位元调变器时，由于电压增加不大，每位元的功耗几乎达到减半的状况。

事实上，OpenLight 在产业链中处于独特地位，因为它不一定为客户制造芯片，而是提供一套元件（PDK library）资料，让客户能够设计自己的芯片。 OpenLight 正与芯片封装公司日月光投控(ASE Holdings)的子公司硅品(ISE) 合作。

当前的光子芯片领域竞争正日益激烈，其他竞争对手还包括Ayar Labs、Lightmatter 和中国华为。其中，华为也瞄准了挑战NVLink 的市场，该公司宣布了其新的SuperPod 集群，计划在2026年连接多达15,488 个升腾NPU，并将它们做为一个连贯的系统运作。

至于，Lightmatter 则是在3 月宣布了Passage M1000 平台计划，该平台能提供114 Tbps 的总光学频宽。 M1000 参考平台是一个多光罩主动光子中介层（interposer），用于连接3D 封装中的大型晶粒，Lightmatter 已与格罗方德（GlobalFoundries）和艾克尔（Amkor）合作，开始生产基于M1000 的客户设计。

此外，量子计算新创公司PsiQuantum 也在格罗方德的纽约马耳他厂采用标准的45 纳米氮化硅制程制造光子芯片。而Ayar Labs 则于9 月宣布，与世芯(Alchip Technologies) 合作，将Ayar 的CPO 技术和世芯的设计专业知识，结合台积电的COUPE（Compact Universal Photonic Engine）先进封装技术。

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