6912颗光模块与一台"修芯片的机器":算力竞争的账,正在算向制造装备
文 | 半呆君
9月9日,深圳光博会。上千家展商在比谁芯片速率高、谁光引擎做得小,但围人最多的展台属于一家成立刚满两年的公司——光联芯科。它最抢眼的展品不是芯片,而是一台名叫ZW1000的"硅光无掩膜可编程光刻机"。
需要说明的是,这家公司今年8月刚以超10亿美元估值完成A+轮融资,是光互连赛道第一家独角兽(公司口径)。下文涉及的良率、精度、成本数据主要来自公司披露和展台物料,目前尚无独立验证——这也是评估这家公司时必须先建立的坐标系。
微环良率是一道复利题
先看ZW1000要解决什么问题。
微环调制器是下一代数据中心光互连的主要候选路线:同样面积下通道密度远高于传统方案,功耗更低,Ayar Labs、英伟达等玩家近两年都在向这条路线收敛。它的麻烦在于,谐振波长对制造公差极度敏感——波导偏差几纳米,波长就偏离标准通道网格,而几纳米是头发丝直径的几万分之一。Graham Reed(南安普顿大学光电研究中心主任,业内称"硅光之父",也是光联芯科联合创始人张巍巍的博士生导师)今年在专访中表示,这类制造偏差在最先进的12英寸晶圆厂里也能观察到。这不是哪家代工厂手艺不行,是工艺物理的固有问题。
后果按复利放大:单个微环良率做到99%,听起来已经很好,但一颗芯片集成一百个微环,全合格概率是0.99的100次方,约37%;集成数百环的芯片,全通道命中率趋近于零。行业统计口径下,复杂硅光芯片的晶圆级良率常低于六成;传统代工模式下,微环芯片靠流片后被动筛选出货,良率常常不足10%。
良率塌方直接推高成本。光联芯科CEO陈超称,一颗合格光互连模组分摊的制造成本,可达单颗高端GPU裸芯片的相当比重(公司口径,无第三方佐证)。互连模组贵过GPU本体,这门生意就无法成立。
ZW1000的思路是绕开"造得完美":晶圆出厂前,用无掩膜高速投影定位每个微环的坐标,再以激光退火微调硅材料的折射率,把跑偏的波长修回通道网格。公司称修调误差控制在10皮米以内,单片刻检测、修调、校验全流程5小时,修后良率从不足10%提升至99%(公司口径)。展台上有修调前后对比物料:修调前整片晶圆可用通道只是零头,修调后接近全部启用。但目前没有客户产线数据支撑。
互联的账:权威、华为与价格信号
这场竞争里有一个值得放进坐标系的表态。8月18日,中国工程院外籍院士常瑞华——VCSEL二维阵列的开创者之一、香港中文大学(深圳)校长学勤讲座教授——在深圳创新发展研究院"科技创新院士报告厅"第20期演讲中,直接点名了华为:昇腾384超节点"已经将数百颗AI加速器组成一个统一的计算系统,其中大规模使用高速光互联";今年7月公开亮相的Atlas 950 SuperPoD是1024卡集群。"这里我想强调的不只是具体是384还是1024,"她说,"真正重要的是这个数字背后的趋势……这个数字还会继续增加。而处理器数量越多,对互联的要求就越高。"(据澎湃整理的、经本人审订的演讲全文)
但她的身份需要说全:常瑞华2019年在深圳创办博升光电,主业高速VCSEL光引擎——累计出货超600万颗,NPO/CPO光引擎目前仍以样品验证和工程开发为主,尚未大规模量产(公司口径)。换句话说,为"互联是下一场竞争"站台最积极的权威之一,自己就是这条赛道上的参赛者,而且押的是VCSEL路线,恰是硅光微环路线的竞争对手。她给短距互联三条路线分的类——硅光EML"快而窄"、Micro LED"慢而宽"、VCSEL"快而宽"——本质上是给自家路线画的座位表。
不过她有一句"逆耳话"反而更有分量:CPO对封装、散热、良率、维修性的要求非常高,光学部分一旦出问题,和昂贵的ASIC封在一起,维护和替换的代价很大。一位VCSEL路线的主张者,亲口把"良率"列为CPO的命门——这比第三方背书更能说明,为什么出厂修调会变成独立环节。
如果说微环良率是"造"这一头的瓶颈,需求那一头的瓶颈早已写进华为的机柜。SemiAnalysis对CloudMatrix 384的拆解显示:这套系统把384颗昇腾910C和192颗鲲鹏CPU装进16个机柜,用掉6912颗400G硅光模块和3168根光纤,平均每颗NPU配14个400G模块,传统架构中这个比例约为1比4——光模块总量约为芯片数的18倍。徐直军此前有句表态:"AI算力不等于芯片性能。"SemiAnalysis的评价是:单芯片落后一代,系统层面可以说领先一代。按光模块公开单价粗算,单套CM384仅光互连一项成本约1500万至1700万元(量级示意)。
18倍就是"芯片落后一代、用互连补回来"的直接标价。而今年7月世界人工智能大会上展出的Atlas 950超节点,方向已经变了。LightCounting的现场盘点与瑞银的拆解给出同一个结论:这是全球第一个采用LPO(线性直驱,即摘掉光模块内高功耗的DSP补偿芯片)的超节点。1024卡的SuperPoD用了4096颗800G LPO,平均每颗NPU摊4个模块,比CM384时代降了一半。
两组数字放在一起:集群规模仍在指数级放大——按华为路线,今年四季度上线的Atlas 950 SuperCluster要把超过52万颗芯片互连起来;但单颗芯片摊到的光模块数量在下降。下降靠的不是需求减少,而是LPO这类光电协同设计,以及把良率做上去的装备。需求没有消失,只是收钱的位置从芯片挪向了装备。
机柜之外同理。中国工程院院士刘韵洁在9月的算力大会上披露,国内已实现跨2000公里的算力中心协同训练,整体效能达到单一算力中心的98%(试验网口径)。机柜内靠光互连与装备,机房间靠广域调度,指向同一句话:算力竞争的轴心,正从"单颗芯片多强"移向"芯片之间怎么连"。
价格信号在配合。400G LPO模块单价约300到340美元,只有带DSP方案的六成;上游100G EML激光器芯片价格从5美元涨到7美元——在光通信链条上,涨价是紧缺的旗语。
两本良率账:代价记在不同页上
微环良率问题,海外与中国各有一本账,而且都能算通。
海外那本:英伟达CPO光引擎的核心就是微环调制器,2025年GTC演示、2026年量产,解法是逐环出厂校准、运行时热控、DSP补偿三件套,并为此与台积电深度绑定。这本账的成本摊在服役期——数据中心环境温度波动一二十摄氏度,每个微环都要亚纳秒级热补偿兜着,功耗和复杂度随服役时间累积。
中国这本:出厂前修调到位,之后只需少量能量维持。Reed算过能耗账:热控要先花大量能量把波长拉回去、再持续稳住;出厂修调则一次付清。需要指出,Reed与光联芯科存在师生关系,其立场需打折看待,但能耗机制本身是公开物理。
Ayar Labs的"标准CMOS工艺可制造"与"海外良率不足10%"两个说法并不矛盾——造得出来和造得起是两回事。真正的分歧是良率代价记在哪一页账上:记在服役的每一天,还是出厂前的那一次。哪条路更便宜尚无定论,Reed自己也提醒,微环与马赫-曾德尔路线孰优"陪审团还未归来"。
行业的赌注下得很重:Ayar Labs累计融资约8.7亿美元、最新估值37.5亿至38亿美元,今年已加入英伟达NVLink Fusion生态;Lightmatter估值44亿美元,干脆把光计算推到2030年以后、先拿互连变现。海外用生态和订单押注微环,中国用一台修调装备回应量产良率——同一技术方向,两条成本路径。
另一个细节容易被忽略:修调能力原本握在代工厂手里,光联芯科把它做成装备,等于把良率的控制权从代工厂拿回芯片公司手中。一家芯片公司造"修芯片的机器",本身就是行业缺口的证据。
红杉的时点:设计层兑现之后,钱流向装备
英伟达3月的两个合同值得放在这个背景下看:它与Coherent、Lumentum各签20亿美元,形式为"增长股权+数十亿采购承诺+产能接入权",合计40亿美元,锁的是铟磷激光器的制造产能。有评价称这不是风投,是供应链控制。连同Marvell 32.5亿美元收购Celestial AI、AMD收购Enosemi、Credo收购DustPhotonics,巨头们正在重新划定铜与光的边界。光互连市场规模到2030年约400亿美元——没人愿意在这个量级里当旁观者。
红杉的动作与这套逻辑同构,但时点更说明问题。摩尔线程、沐曦、曦智这些设计层标的相继上市兑现之后,8月同一个月,红杉连投四轮的光联芯科(互连)落定超10亿美元A+轮,同时进入湖北星辰(先进封装)近50亿元A轮的股东名单。设计层的回报已落袋,互连与封装是需要下一个故事的资产。
二级市场的锚已经摆在那里:硅光第一股曦智科技9月14日盘后市值293.77亿港元,较首日开盘价缩水六成多,仍高于发行价五成——泡沫挤过一轮,但估值天花板由这条曲线实时校准。光联芯科10亿美元的定价是否站得住,不取决于故事,取决于这条曲线。
另一条线:湖北星辰与中试平台
武汉光谷,湖北星辰的融资像一部长片:2021年从江城实验室的1000万元种子起步,到今年8月近50亿元A轮(新进股东实际出资45亿元,41家股东),高瓴、红杉、君联、中金资本、深创投和中微半导体几乎到齐。财务呈典型重资产扩张期特征:2025年营收7.36亿元、同比增长约93%,净亏1.07亿元,资产负债率88%。
它的定位不是封测厂。总经理王逸群的表述是"不做产品,但服务最多客户,成为产业链的中枢节点"——芯片厂和设备厂各带问题来,在中试平台上一起把工艺磨通。核心能力是"从定义阶段就联合研发":北方华创与其联合研发的设备,从提需求到验证通过不到一年,已累计出货超过30台;到今年年中,星辰已为35项国产设备提供量产验证。设备厂拿它当公信力背书,它拿设备厂当装备弹药,这个闭环转起来,就是封装设备国产替代的加速器。
但兑现还很远:全球首颗三维近存计算AI芯片、东方算芯的DF1000已由星辰完成量产验证,当前月出货只有数百片,距离2030年月产30万片的目标差着三个数量级;二期产线正在冲刺本月底全线通线——这是最近的一个硬验证点。
星辰只是切面。今年上半年,长电、通富、华天、甬矽四家封测厂官宣扩产合计超过255亿元,几乎全部流向AI算力与2.5D/3D产线;央视财经8月底报道,上游封装设备企业订单已排到2028年。巨头动作更有信息量:中微(同为星辰股东)提出"5年内覆盖七成以上先进封装核心工艺设备"的目标,2026年中报营收66.91亿元、同比增长34.9%,扣非净利11.23亿元、同比翻倍;北方华创发布混合键合设备、并购芯源微补齐涂胶显影;拓荆科技混合键合机获客户复购;芯碁微装的面板级直写光刻与ZW1000同属无掩膜直写技术家族。短板同样明确:离子注入设备国产化率不足15%,量检测和高端键合仍是硬骨头。
华为今年5月提出"τ定律"——用数学补物理、非摩尔补摩尔,先进封装是其底层制造技术。定律本身姑且听之,但它描述的现实成立:制程受限的前提下,性能增量只能从修调、键合、成套封装设备这三个战场里来。
五个待验证的硬指标
"战场移向制造装备"这个判断能否成立,不看叙事,看五个可核查的信号:
光联芯科的第一个公开量产客户是谁(哪家GPU/XPU厂导入其3.2T光引擎)——这是OIO商业化的起点,一年内没有,装备叙事降级;
湖北星辰二期本月底是否如期通线,以及之后的良率爬坡数据——跳票本身就是重要信息;
ZW1000是否开始对外销售(晶圆厂、封测厂采购)——"卖铲子的铲子"能否从故事变成订单;
Ayar的标准工艺路线与出厂修调路线,谁的成本曲线先被大订单验证;
华为自研HBM(HiBL.1.0)的产能与外供政策(瑞银拆解口径)——它决定湖北星辰们产能上界的高度。
芯片是这代算力的门面,装备是它的成本结构。图纸那一轮的竞争已经分完胜负,车间的这一轮才刚刚开始——叙事已经先行,交付还在路上。
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