英伟达开始"抢光"，光电融合产业链要变天了
AI 算力竞赛演变为互连架构效率之争。光学经历三阶段跃迁（机架间 → 板卡级 → CPO），引发系统、晶圆代工、光源、器件材料四重产业链重构。NVIDIA 投资 Lumentum + Coherent 各 20 亿美元抢占激光器产能，EDA 工具面临端到端 EOE 仿真革命。
一句话总结
AI 算力竞赛演变为互连架构效率之争。光学经历三阶段跃迁（机架间 → 板卡级 → CPO），引发四重产业链重构（系统厂商 / 晶圆代工 / 上游激光器 / 器件材料）。NVIDIA 各投 20 亿美元锁定 Lumentum + Coherent 激光器产能。EDA 工具必须从单器件仿真走向端到端 EOE 仿真。
光学的三阶段跃迁
| 阶段 | 位置 | 形态 |
|---|---|---|
| 第一阶段 | 数据中心机架间最外层网络 | 传统可插拔光模块 |
| 第二阶段 | 机架内部 + 板卡级 | 芯片间互连 |
| 第三阶段 | CPO（光电共封） | 光引擎 + 交换 ASIC + 技术片先进封装紧密结合 |
“光正式深入到计算系统内部的核心 I/O。”
速率演进（麦肯锡预测）
| 时点 | 速率 |
|---|---|
| 2029 | 87% 超大规模数据中心光收发器 800 Gb/s 或更高速率 |
| 进行中 | 1.6 Tb/s 和 3.2 Tb/s 加速到来 |
“光离计算核心越近，电信号在 PCB 板上的衰减风险越低，但电子域与光学域的边界日趋模糊，两者交织，使系统协同设计复杂度呈指数级上升。”
四重产业链重构
重构一：系统厂商开始直接定义光互连
过去：交换芯片厂商供 SerDes + 光模块厂商做电光转换（接力式）
现在（CPO 时代）：
- 光引擎 ↔ 交换 ASIC 共同定义
- 调制器 + 探测器 ↔ SerDes 适配
- 激光器功率 ↔ 完整链路预算匹配
- 封装 ↔ 同时管电信号 + 光纤连接 + 热管理
NVIDIA：将 Spectrum-X Ethernet Photonics 作为 Vera Rubin 平台互连体系核心组成 Broadcom：Tomahawk 6 Davisson —— 102.4 Tb/s 交换 + 第三代 CPO
重构二：晶圆代工与先进封装成核心参与者
| 代工厂 | 平台 / 进展 |
|---|---|
| 台积电 | COUPE 光子引擎，计划 2026 开始生产 —— 将 COUPE 集成于封装基板的 CPO 方案 |
| 格芯 (GlobalFoundries) | 2026 推出 SCALE CPO —— 硅光器件 + CWDM/DWDM + TSV + 2.5D/3D 集成 |
| Tower Semiconductor | 与 Coherent 演示 400 Gb/s 单通道硅调制器（量产级硅光工艺） |
硅光正从器件技术演变为与先进封装 + HPC 芯片深度结合的平台能力。
重构三：上游光源 / 光学产能成战略资源 ⭐
“作为光互连的’心脏’，高性能激光器与光源器件开始成为需要提前锁定的关键资源。”
NVIDIA 的”抢光”动作（2026.3）
| 公司 | 投资额 | 内容 |
|---|---|---|
| Lumentum | 20 亿美元 | 多年期战略 + 采购协议 |
| Coherent | 20 亿美元 | 多年期战略 + 采购协议 |
包括：技术研发 + 激光器 / 光学网络产品未来产能 + 供应保障 + 美国制造能力扩张。
AI 基础设施厂商争夺的不只是 GPU + HBM 产能，也开始向激光器 / 光学器件 / 光纤连接 / 封装能力延伸。
重构四：光子器件 + 材料路线尚未收敛
| 路线 | 优势 | 短板 |
|---|---|---|
| 硅光微环调制器 | 面积小、密度高，适合 WDM | 对温度和制造偏差敏感 |
| 硅基马赫-曾德尔调制器 | 成熟、带宽较宽 | 需平衡面积 / 损耗 / 驱动功耗 |
| 薄膜铌酸锂 | 下一代候选 | — |
| 硅有机混合 | 下一代候选 | — |
| 等离激元（Plasmonic） | 提升器件密度 / 调制速度 / 每比特能效 | 新兴 |
Marvell 于 2026.4 收购 Polariton Technologies，将 Plasmonic 高速低功耗调制技术纳入硅光 + 光 DSP 技术组合，面向 3.2T 及更高速率。
系统级竞赛 → EDA 与仿真工具革命
“工程师如何在制造实物之前，更准确地预测复杂系统的运行表现？”
过去的分工（电子 / 光子 / 封装 / 系统各干各的）
- 高速电路团队：SerDes / 驱动器 / 接收电路
- 光子团队：波导 / 调制器 / 耦合器 / PIC
- 封装团队：互连与散热
- 系统团队：链路预算 + 误码率
现在 → 端到端 EOE 仿真需求
光电融合下一代设计工具的竞争点：
- ✅ 能否在同一工作流中连接电 + 光 + 数字算法
- ✅ 能否覆盖器件 / 电路 / 封装 / 完整链路
- ✅ 仿真模型能否与晶圆厂 PDK + 真实测量一致
- ✅ AI 自动建模 / 参数搜索 / 设计优化
解决方案商：Keysight（是德科技）
软件布局（通过并购整合光领域）
| 时间 | 收购 | 能力 |
|---|---|---|
| 2025.10 | Synopsys Optical Solutions Group（含 RSoft） | 行业标杆级光子 / 光学设计工具（波导 / 光栅 / 调制器 / 激光器） |
| 2026.6 | VPIphotonics | 光传输系统 + 网络仿真能力 |
旗舰产品
- ADS 2026：突破性端到端 **“电-光-电（EOE）“**仿真解决方案（结合 Keysight Photonic Designer + 高速数字工作流）
- ADS 2027（新发布）：
- 新增 VCSEL / APD / 激光器模型
- 增强光学探测能力 / 仿真稳健性 / Foundry 流程支持
- 面向 PIC / CPO / 高速光通信系统
硬件布局
N4378A 光波元件分析仪（2026.3）：
- 波长 1310 nm + 1550 nm
- 电-光 + 光-电器件最高 220 GHz 全校准 S 参数测量
- 目标应用：1.6T + 3.2T 光收发器件
Keysight 闭环链路
RSoft 器件级物理仿真
↓
Photonic Designer（PIC 电路 + 版图）
↓
VPIphotonics 完整系统链路分析
↓
N4378A 光波元件分析仪 + 示波器 + 误码仪 + 网络仿真平台
↓
真实验证 → 模型回校准 → 再设计三项差异化能力
| # | 能力 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | 解决复杂系统性问题 | ADS 2027 的 EOE 能力 = 高速 SerDes 数字通道 + PIC 行为同一仿真流程 |
| 2 | 更精准预测 | 把电噪声 / 光噪声 / 调制器偏置变化 / 非线性 / 多波长干扰 / 制造偏差放到相同运行条件 |
| 3 | 仿真 ↔ 硬件测量闭环 | VPI Optical Link + Keysight 高速数字工具 / 测试仪器，仿真结果可与台架测量对应 |
大会预告
Keysight Design Engineering Summit 2026（KDES 2026 全球首站） 📅 8 月 18 日 📍 上海
- 4 大分会场 + 30+ 技术演讲 + 20+ 技术展台
- 三大路径：EDA 与 AI 融合 / 电子与光子协同设计 / 工程与多物理场仿真
来源
- 网易新闻（半导体行业观察）· 原文
- 麦肯锡 2029 数据中心光收发器预测
- NVIDIA 官方公告（Lumentum / Coherent 投资）
- Marvell 官方公告（Polariton Technologies 收购）
- 台积电 / 格芯 / Tower Semi 官方公告
- Keysight 是德科技