在SEMICON West 2026大會上,輝達以“下一代AI的光學整合”為題,公佈了一項面向未來晶片的封裝技術成果:已成功研發出次世代共封裝光學(CPO)與光纖技術的原型晶片,並將該方案命名為OOI(Optics-on-Interposer,矽中介層光學封裝)。這項研究由輝達首席研究科學家Nikola Nedovic主導發表,目標直指大規模AI計算中的傳輸頻寬瓶頸。
OOI的核心思路,是把光學引擎從傳統有機基板遷移到矽中介層上。傳統2.5D光子整合方案通常將光學引擎放在有機基板或多晶片模組(MCM)上,而OOI則把電訊號傳輸完全限制在矽中介層內部,利用更短、更細密的互連導線完成高速通訊,其運作邏輯類似於當前將GPU與高頻寬記憶體(HBM)極度靠近配置的封裝架構。根據輝達展示的200T ASIC封裝對比示意圖,傳統有機基板方案的光學元件配置範圍長達100毫米,而OOI技術將關鍵元件集中到僅8毫米的矽中介層結構內。直接移除有機基板,有望顯著提升晶片的頻寬密度並大幅降低能耗。
除封裝架構外,輝達還展示了仍處於研究階段的密集波長分複用技術(DWDM)。該技術用於進一步擴增單條光纖路徑的承載能力。在實機示範中,DWDM運用8個光波長,每個波長傳輸速度達32 Gb/s,使單一光纖路徑實現256 Gb/s的傳輸頻寬。輝達同時介紹了GPU與交換器之間的連線架構,重點展示微凸塊(Microbump)技術與低電容介面的整合應用,以緩解AI系統擴充套件時面臨的傳輸瓶頸。Nedovic表示,公司正在為未來產品提出並評估新技術,同時積極克服阻礙其商業化的各項挑戰。
從技術脈絡看,Nedovic早在2023年就發表過題為《超越CPO:將光學引入矽中介層的動機與方法》的學術論文,提出將光學元件融入矽中介層的構想。如今輝達將這一理論落地為實體原型晶片,意味著光互連正從“基板級”向“中介層級”推進。對AI算力系統而言,GPU與交換器之間的資料搬運量隨叢集規模膨脹而激增,光互連的頻寬密度與能效比成為關鍵約束;把光學引擎塞進矽中介層,本質上是縮短電訊號路徑、減少損耗,為更大規模的縱向擴充套件鋪路。
輝達目前在CPO技術開發領域處於業界領先地位,並持續升級其AI平台的晶片陣容,涵蓋BlueField-5、NVLink 8 CPO、Spectrum 7 204T CPO以及CX10等產品。更長遠的規劃是於2028年推出Rosa Feynman解決方案,屆時次世代Feynman架構GPU預計將在CPO光學技術整合上更進一步,超越當前的Rubin Ultra架構,為2028年後的巨型AI算力中心奠定超高速傳輸基礎。
從產業角度看,OOI原型釋放的訊號是:輝達正把光互連的戰場從可插拔光模組、基板級CPO繼續向先進封裝內部延伸。若該路線按計劃商業化,矽中介層、光引擎、微凸塊與低電容介面等環節的技術門檻將被進一步抬高,先進封裝與光通訊供應鏈的協同關係也可能隨之調整。不過,原型晶片距離量產仍有工程與成本挑戰,Nedovic的表態也表明商業化障礙尚待克服,2028年Feynman平台的實際整合進度將是觀察這一技術路線的關鍵節點。