在近期于美国旧金山举行的SEMICON West 2026上,英伟达首席研究科学家Nikola Nedovic发布了题为《下一代AI的光学整合》的演讲,首次公开展示了名为OOI(Optics-on-Interposer,硅中介层光学)的下一代共封装光学(CPO)技术原型。该方案将光学引擎从有机基板移至承载GPU的硅中介层上,旨在大幅提升带宽密度并降低功耗。同时,英伟达还演示了8波长DWDM(密集波分复用)技术,单根光纤可实现256 Gb/s传输。
OOI的核心:把有机基板从信号路径中拿掉
当前量产的CPO方案已将光学引擎从可插拔光模块拉近至交换芯片旁,即放置于有机基板或多芯片模块(MCM)上,但信号仍需从芯片经过中介层、再穿过有机基板才能抵达光学引擎。OOI的逻辑更为激进:将光学引擎直接放置在中介层上,电信号完全在中介层内部以短距离、细间距的互连走线传输,参照的正是GPU与HBM目前极度靠近的封装思路。
根据英伟达展示的200T ASIC封装对比示意图,传统有机基板方案的光学组件分布范围长达100毫米,而OOI将关键结构压缩至仅8毫米的中介层区域内。移除有机基板带来的直接收益是带宽密度的显著提升和能耗的下降。
英伟达在演讲中特别提及了微凸块(Microbump)与低电容接口的整合应用,用以缓解GPU与交换机之间在AI系统扩展时面临的传输瓶颈。
除OOI外,英伟达还展示了尚处研究阶段的DWDM(密集波分复用)技术。在真机演示中,DWDM利用8个不同波长的光信号,每个波长承载32 Gb/s数据,最终在单根光纤上实现256 Gb/s的聚合带宽。该技术的目的在于进一步榨取每一根光纤的传输容量,为未来超大规模AI集群的光互连提供更经济的每比特成本。
不过,目前这两项技术均未进入量产。Nedovic在演讲中也表示:“我们正在为未来产品提出并评估技术,同时解决阻碍其商业化的各项挑战。”
英伟达的CPO版图
OOI研究并非孤立项目,它建立在英伟达已落地的CPO产品线之上。目前英伟达已有两款量产的CPO产品:Quantum-X Photonics用于InfiniBand网络,连接基于Blackwell Ultra的GB300 NVL72机架;Spectrum-X Photonics则用于以太网交换机,服务于Vera Rubin平台。
2026年8月14日,英伟达宣布全球首款200G/lane CPO以太网交换机系统Spectrum-X Ethernet Photonics全面量产,该产品基于Spectrum-6交换ASIC,Spectrum-X以太网光子方案将硅光子器件与交换芯片直接集成,可提供102.4 Tb/s交换容量,相比传统可插拔方案功耗降低80%。
CPO生态伙伴方面,Coherent、Lumentum、住友电工主要供应激光芯片及相组件;天孚通信提供激光器模块子组件组装;台积电提供提供COUPE硅光子封装技术,负责EIC与PIC的集成;矽品完成封装测试;康宁、Senko等提供光纤及连接组件;最后由鸿海(Foxconn)完成系统集成;首批客户包括CoreWeave、Lambda、甲骨文。
根据英伟达GTC 2026披露的路线图,其下一代Feynman平台将集成NVLink 8 CPO与Spectrum 7 204T CPO,NVLink域从Rubin世代的NVL144扩展至NVL1152。供应链消息称,Feynman GPU预计采用台积电A16(1.6nm)制程,2028年下半年量产,CPO光互连被视为将系统总带宽从Rubin Ultra的520 TB/s推向PB/s级别的关键手段。
从技术演进来看,英伟达当前量产的Spectrum-X/Quantum-X解决了“光引擎靠近芯片”的问题;OOI研究则直接把光学引擎放进中介层。如果OOI最终走向产品化,AI芯片的封装边界将被重新定义,电信号在封装内的传输距离被压缩到极限。但这一构想能否跨越散热、良率与可维护性的工程门槛,仍有待观察。
编辑:芯智讯-浪客剑
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