GTC 2025：英偉達(dá)亮相1.6Tb/s硅光引擎CPO光交換機(jī) 最早下半年商用

  ICC訊 中國時(shí)間3月19日凌晨，NVIDIA(英偉達(dá))在圣何塞舉行GTC 2025發(fā)布會(huì)，創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛在現(xiàn)場(chǎng)演講介紹了代理式 AI、機(jī)器人、加速計(jì)算等領(lǐng)域的未來發(fā)展。其中，NVIDIA正式首次亮相了基于1.6T硅光引擎的CPO（共封裝光學(xué)）交換機(jī)系列，包括Spectrum-x和Quantum-x CPO交換機(jī)。

  黃仁勛表示，NVIDIA光子學(xué)團(tuán)隊(duì)攜手產(chǎn)業(yè)伙伴推動(dòng)CPO聯(lián)合創(chuàng)新，包括首款采用微環(huán)調(diào)制器（MRM）1.6T硅光CPO芯片，首個(gè)采用TSMC制程3D堆疊硅光子引擎，搭載了高輸出功率激光器和直連光纖連接器。Spectrum-x 硅光CPO將于2025年下半年商用，Quantum-x硅光CPO預(yù)計(jì)2026年下半年商用。值得一提，微環(huán)調(diào)制器(MRM)和馬赫曾德爾調(diào)制器（MZ）是CPO兩大調(diào)制器技術(shù)，除了英偉達(dá)采用MRM，CPO技術(shù)引領(lǐng)者博通也在TSMC合作，在3nm工藝調(diào)試成功CPO MRM，預(yù)計(jì)2025年初可以交付樣品，有望在2025年下半年量產(chǎn)1.6Tbps光電器件。

  回到英偉達(dá)CPO發(fā)布介紹上，以Quantum-x硅光CPO為例，在115.2Tb/s Quantum-x光交換機(jī)共有2個(gè)CPO模組，一個(gè)封裝模組有Quantum-X800 ASIC、6個(gè)光學(xué)組件合計(jì)18個(gè)硅光引擎構(gòu)成，Quantum-X800 ASIC具備28.8Tb/s吞吐量，基于TSMC 4N工藝達(dá)到1070億個(gè)晶體管。

  CPO模組單個(gè)直連光學(xué)組件含有3個(gè)基于Interposer中階層的硅光引擎（合計(jì)18個(gè)光引擎）和3個(gè)小型插拔式連接器，可完成4.8Tb/s吞吐量。每個(gè)硅光引擎皆采用200Gb/s微環(huán)調(diào)制器，可節(jié)省3.5倍功耗。硅光引擎中的光電芯片以3D堆疊集成在襯底上，通過光纖陣列將光信號(hào)向外部輸出。此外，硅光引擎采用了TSMC N6工藝2.2億個(gè)晶體管，單片集成1000個(gè)光子器件。

  在外部連接方面，Quantum-x光交換機(jī)端口采用1152單模光纖MPO連接器。外置光源（ELS）反面，單個(gè)外置光源搭載8個(gè)激光器（即200毫瓦CW-DFB），具有自動(dòng)溫度追蹤，波長和功率穩(wěn)定性。整體上，一臺(tái)Quantum-x光交換機(jī)搭載2個(gè)CPO模組、18個(gè)外置光源、144根MPO連接器，合計(jì)4460億個(gè)晶體管和115Tb/s吞吐量。

  基于NVIDIA CPO共封裝光學(xué)平臺(tái)，NVIDIA打造世界最先進(jìn)的CPO光交換機(jī)系統(tǒng)，包括128端口800G 和512端口800G的Spectrum-x系列409.6Tb/s與102.4Tb/s光交換機(jī)，以及144端口800G Quantum-x 115.2Tb/s光交換機(jī)，預(yù)計(jì)2025下半年上市。

  GTC黃仁勛演講回放：https://www.nvidia.cn/gtc-global/keynote/

  題外話：在傳統(tǒng)上，博通基于在以太網(wǎng)交換芯片ASIC的廣泛兼容和市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)力，CPO被認(rèn)為是博通核心競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，由博通主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。隨著英偉達(dá)CPO正式亮相，同樣擁有網(wǎng)絡(luò)交換Switch芯片平臺(tái)的英偉達(dá)或?qū)⑴c博通形成CPO產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

  中國通信產(chǎn)業(yè)鏈由于缺少具有競(jìng)爭(zhēng)力的Switch芯片產(chǎn)品，在CPO產(chǎn)業(yè)發(fā)展慢于國外同行。不過，在光電封裝領(lǐng)域，尤其是中國光通信廠商已經(jīng)發(fā)布多款CPO相關(guān)產(chǎn)品，例如新華三在2024年發(fā)布同樣采用16個(gè)外置光源（直通型）的800G端口51.2T吞吐量CPO硅光交換機(jī)；鐳芯光電與博創(chuàng)科技合作多光纖外置光源模塊；華工正源也將在OFC 2025上發(fā)布采用硅光集成 + Chiplet 架構(gòu)的3.2Tb/s液冷CPO光引擎。