怀柔企业启明光子(北京)科技有限公司近日正式推出全球首款可量产的克尔光频梳多波长光源产品,具备向32个以上波长的扩展能力。这个产品解决正是芯片之间数据传输“堵车”的问题。
一把会发光的“梳子” 把数据送进“快车道”
在AI数据中心,成千上万张GPU显卡一起干活,它们之间互传数据,主要的传输介质是铜。就目前而言,铜的传输速率已经到了瓶颈,想让数据传得更快,怎么办?答案是,用光,也就是所谓的光互联。单种波长的光承载一路数据信号,各波长需由独立激光器产生。若采用32个波长信道,则需要配套32台激光器。而芯片之间的空间本就“寸土寸金”,难以容纳数量如此之多的激光器。
光频梳就是来解决“空间”这一问题的。你可以把它想象成一把会发光的“梳子”,只需一个光源,就能同时发出多种波长的光,像梳齿一样整齐排列,所以叫“光频梳”。这次,启明光子下线的克尔光频梳多波长光源产品,支持8、16、32个波长配置,且具备向32个以上波长扩展的能力。产品采用外置可插拔光源模块形式,为共封装光学、光输入输出等新型光互连架构提供适配方案。

“可量产”到底难在哪
其实光频梳这个概念,学术界已经研究了很多年,但技术一直停留在实验室,未能实现量产。在实验室条件下实现光频梳输出,需要精密的芯片结构与光学控制;而在工业量产条件下,还必须解决器件工艺一致性、光频梳可靠启动、长期运行可靠性等一系列工程难题。
所以想真正量产,难的不仅是单点技术攻坚,还要将各技术节点串珠成链。“要形成产线,并且具备持续迭代的能力,才能叫‘可量产’。”启明光子负责人张磊说。整条产业链中,最难啃的骨头是芯片领域。从设计到制造再到工艺,全部从零开始。芯片制造上,启明光子自主开发光频梳芯片工艺,具备了晶圆级检测与筛选能力,把关键性能评价前移到制造阶段。芯片封装环节,启明光子与厂商协同定制设备和工艺,推动光子器件从个体化调试转向标准化批量生产。今年7月,启明光子建成了面向光频梳多波长光源的量产基地。此次产品下线,是这一产业化体系的重要成果。
从北大实验室到落地怀柔
启明光子瞄准的核心场景,是AI数据中心芯片间的光互联,目标客户包括算力厂商和GPU相关企业。其技术源头,要追溯到北京大学先进集成光子芯片实验室。
张磊介绍,团队做光频梳研究已经十几年了。2024年启明光子公司成立,有近40名研发人员。今年7月建成的量产基地,也是全球首个面向光输入输出场景的中试量产基地。基地总规划建筑面积4000余平方米,一期已建成2000平方米,配套800平方米高标准洁净间,引进50多台套专业设备。达产后,光频梳光源日产能可达500只以上,年交付总量超18万套,能支撑数据中心7×24小时不间断运转,匹配国产AI算力集群配套需求。
启明光子落地怀柔,并非一次简单的选址,而是企业与区域产业生态之间的双向奔赴。怀柔主动发挥产业组织和资源对接作用,牵线国内头部的晶圆生产企业,帮助启明光子打通芯片流片这一关键环节,让企业能够把更多精力放在核心技术迭代和产品打磨上。同时,怀柔综合性国家科学中心的科学设施也逐步面向企业开放,高能同步辐射光源、公共微纳封测中试平台等装置平台,为像启明光子这样的硬科技企业提供测试验证、工艺开发和多学科协同支撑。

晶圆
正如张磊所说,“在怀柔,场地、政策、人才,这些支持都很实在。”目前,启明光子正在与北京本土GPU企业开展项目合作,远期也将对接头部算力企业,持续打造AI算力时代的“光引擎”。