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重點(diǎn)解讀首個(gè)Micro LED光通信并購(gòu)案例:AI算力路線的新拐點(diǎn)?

字體變大  字體變小 發(fā)布日期:2025-10-15  來(lái)源:AI應(yīng)用說(shuō)  瀏覽次數(shù):1790
核心提示:可以預(yù)見,隨著技術(shù)的成熟與商業(yè)化落地,“光互聯(lián)+AI”的融合將成為下一代計(jì)算架構(gòu)的核心,而Credo與Hyperlume的聯(lián)手,或許正是這場(chǎng)變革的起點(diǎn)。對(duì)于科技產(chǎn)業(yè)而言,這不僅是技術(shù)的升級(jí),更是一場(chǎng)關(guān)于算力效率、能源消耗與產(chǎn)業(yè)格局的深刻重構(gòu)。
近期美國(guó)納斯達(dá)克一家從事AI算力芯片的上市公司Credo Semiconductor(創(chuàng)睿半導(dǎo)體)宣布完成對(duì)MicroLED光學(xué)互連創(chuàng)新公司Hyperlume, Inc.的收購(gòu),這個(gè)案例值得我們作重點(diǎn)解讀,為此本文將做詳細(xì)分析。

一、Credo是誰(shuí)?高速Serdes為何是AI算力的“傳統(tǒng)主力”?

1. Credo Semiconductor:高速Serdes領(lǐng)域的“隱形冠軍”

Credo Semiconductor(創(chuàng)睿半導(dǎo)體)是一家總部位于美國(guó)納斯達(dá)克的上市公司,深耕高速數(shù)據(jù)互聯(lián)芯片技術(shù)超十年,是全球高速Serdes(串并/并串轉(zhuǎn)換器)IP與芯片的領(lǐng)軍企業(yè)。其核心業(yè)務(wù)是為數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算(HPC)及AI算力芯片(如GPU、AI ASIC)提供高速、低功耗的互聯(lián)解決方案,客戶覆蓋全球頭部云服務(wù)商、AI芯片設(shè)計(jì)商及光模塊廠商。
在AI算力爆發(fā)式增長(zhǎng)的背景下,Credo憑借200G/400G/800G甚至向1.6Tbps演進(jìn)的高速Serdes技術(shù),成為數(shù)據(jù)中心與AI芯片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)?ldquo;血管”——當(dāng)GPU需要與內(nèi)存、其他計(jì)算芯片交換海量數(shù)據(jù)時(shí),Serdes負(fù)責(zé)將并行信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速串行信號(hào)(或反向轉(zhuǎn)換),通過(guò)光模塊或銅纜實(shí)現(xiàn)跨芯片、跨服務(wù)器的互聯(lián)。

2. 高速Serdes:AI算力的“傳統(tǒng)主力”與“甜蜜負(fù)擔(dān)”

隨著AI模型參數(shù)量突破千億(如GPT-4參數(shù)量達(dá)1.7萬(wàn)億),GPU等算力芯片對(duì)數(shù)據(jù)I/O(輸入/輸出)速率的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)——單顆GPU需要Tb/s(太比特每秒)級(jí)別的互聯(lián)帶寬,才能滿足訓(xùn)練或推理時(shí)與內(nèi)存、其他GPU的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。
傳統(tǒng)解決方案依賴高速Serdes通道單個(gè)SerDes通道速率已做到56Gbps、112Gbps(PAM4調(diào)制格式),但要將Tb級(jí)帶寬“塞”進(jìn)芯片邊緣,必須在芯片周圍排滿幾百甚至上千個(gè)SerDes宏單元,形成所謂的“Serdes墻(Serdes Wall)”。這種方案的代價(jià)極為昂貴:
  • (1)功耗飆升:Serdes占全芯片能耗的10%-20%(例如一顆高端GPU總功耗1000W,Serdes可能消耗100-200W);
  • (2)硅面積侵占:數(shù)千個(gè)SerDes宏單元需要巨大的芯片邊緣空間,擠壓計(jì)算單元的布局;
  • (3)封裝挑戰(zhàn):高密度Serdes布線導(dǎo)致封裝難度與成本急劇上升(如PCB走線密度、過(guò)孔損耗等問(wèn)題)。
為突破瓶頸,行業(yè)在嘗試兩種優(yōu)化路徑:
  • SiGe Upconverter(射頻上變頻):通過(guò)SiGe(鍺硅)技術(shù)將Serdes輸出的數(shù)十Gbps電信號(hào)調(diào)制到射頻載波(頻率更高),利用頻分復(fù)用(FDM)在一根波導(dǎo)中疊加多個(gè)頻率信號(hào),提升總帶寬。但該方案仍依賴高速SerDes(需先將數(shù)據(jù)串行化到數(shù)十Gbps),本質(zhì)是“強(qiáng)化高速賽道”——Serdes仍是“瓶頸”,只是傳輸段更高效。
  • MicroLED陣列(光域并行):下文詳述,這是Credo此次收購(gòu)的核心關(guān)聯(lián)技術(shù)。

二、MicroLED光通信:繞過(guò)“Serdes墻”的“新賽道”

1. MicroLED是什么?為何能顛覆傳統(tǒng)光互聯(lián)?

MicroLED(微發(fā)光二極管)是一種基于半導(dǎo)體材料(如GaN、InGaN)微型發(fā)光器件,單個(gè)像素尺寸可小至1-10微米(傳統(tǒng)LED的千分之一)。在光互聯(lián)領(lǐng)域,MicroLED通過(guò)電致發(fā)光原理直接將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),其核心優(yōu)勢(shì)在于:
  • (1)超低驅(qū)動(dòng)需求:每個(gè)MicroLED只需幾Gbps的中低速驅(qū)動(dòng)(傳統(tǒng)SerDes需56-112Gbps),可直接用CMOS電路點(diǎn)亮,無(wú)需復(fù)雜的超高速SerDes電路;
  • (2)空間并行擴(kuò)展:通過(guò)大規(guī)模MicroLED陣列(如數(shù)百至數(shù)千個(gè)LED)堆疊通道,以“多水管并行”的方式提升總帶寬(而非依賴單通道速率),突破“Serdes墻”的物理限制;
  • (3)超小尺寸與高集成度:微米級(jí)發(fā)光單元可直接集成于芯片或硅中介層,大幅節(jié)省封裝空間;
  • (4)低功耗與長(zhǎng)壽命:光信號(hào)傳輸幾乎無(wú)能量損耗(相比電信號(hào)在銅線中的高焦耳熱),且MicroLED發(fā)光材料穩(wěn)定性高,壽命遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電互聯(lián)器件。

2. MicroLED vs. 傳統(tǒng)方案:兩種技術(shù)路線的本質(zhì)差異:


特性
SiGe RF上變頻(傳統(tǒng)射頻賽道)
MicroLED陣列(光域并行賽道)
是否依賴高速SerDes
依賴(需先將數(shù)據(jù)串行化到數(shù)十Gbps再上變頻)
不依賴(每個(gè)LED僅需幾Gbps,直接并行驅(qū)動(dòng))
帶寬擴(kuò)展方式
頻分復(fù)用(增加載波頻點(diǎn),如f1/f2/f3疊加)
空分復(fù)用(增加LED通道數(shù),如1000個(gè)LED并行)
單通道速率需求
高(56-112Gbps級(jí)別)
低(1-5Gbps即可滿足)
物理封裝瓶頸
受限于芯片邊緣SerDes數(shù)量、功耗與散熱
無(wú)需“Serdes墻”,靠陣列堆疊突破I/O面密度
適用場(chǎng)景
短距互連(<10cm芯粒間RF互連)
中距/遠(yuǎn)距互連(通過(guò)多芯光纖陣列,如GPU↔遠(yuǎn)端)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),SiGe RF上變頻是通過(guò)“頻率域擴(kuò)展”提升帶寬,但本質(zhì)仍依賴高速SerDes,只是傳輸更高效;而MicroLED陣列是通過(guò)“空間域并行”擴(kuò)展帶寬,用更多低速LED通道替代少數(shù)高速SerDes,徹底繞過(guò)“Serdes墻”。

三、Credo收購(gòu)MicroLED企業(yè):AI算力解決方案的“關(guān)鍵轉(zhuǎn)折”

1. 收購(gòu)背景:Hyperlume的創(chuàng)新與Credo的戰(zhàn)略需求

此次Credo收購(gòu)的Hyperlume, Inc.是一家專注于MicroLED光學(xué)互連的創(chuàng)新公司,其技術(shù)核心是通過(guò)大規(guī)模MicroLED陣列實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)高速光互聯(lián),解決傳統(tǒng)光互聯(lián)在帶寬、功耗與集成度上的瓶頸。Hyperlume的方案與Credo原有的高速Serdes IP及CPO(共封裝光學(xué))技術(shù)形成互補(bǔ)——前者提供“光域并行”的光源與調(diào)制能力,后者提供“電-光轉(zhuǎn)換”與“光信號(hào)傳輸”的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)。

2. 對(duì)AI算力的直接影響:從“電互聯(lián)瓶頸”到“光互聯(lián)自由”

  • 突破物理限制,提升互聯(lián)帶寬:通過(guò)MicroLED陣列的“空間并行”特性,GPU等算力芯片無(wú)需再堆疊數(shù)百個(gè)高速SerDes,而是通過(guò)集成數(shù)千個(gè)低速M(fèi)icroLED通道(每個(gè)通道僅需1-5Gbps),即可實(shí)現(xiàn)Tb/s級(jí)的總帶寬。例如,若采用1000個(gè)MicroLED通道(每個(gè)5Gbps),總帶寬可達(dá)5Tbps,且芯片邊緣占用面積僅為傳統(tǒng)Serdes方案的1/10。
  • 降低功耗與成本:MicroLED的驅(qū)動(dòng)電路基于CMOS,無(wú)需超高速SerDes的復(fù)雜設(shè)計(jì)(如高擺幅驅(qū)動(dòng)、高頻均衡),單通道功耗可降低50%以上;同時(shí),光信號(hào)傳輸?shù)膿p耗遠(yuǎn)低于電信號(hào)(銅線),長(zhǎng)距離互聯(lián)(如數(shù)據(jù)中心內(nèi)GPU間互連)的能耗進(jìn)一步下降。
  • 推動(dòng)“光互聯(lián)+AI”深度融合:Credo的Serdes IP與Hyperlume的MicroLED陣列結(jié)合,可構(gòu)建“電-光協(xié)同”的端到端互聯(lián)方案——Serdes負(fù)責(zé)芯片內(nèi)部的低速數(shù)據(jù)處理,MicroLED負(fù)責(zé)芯片間的高速光傳輸,最終實(shí)現(xiàn)從計(jì)算單元到存儲(chǔ)單元、再到其他GPU的全鏈路高速互聯(lián)。這種方案尤其適合AI訓(xùn)練場(chǎng)景(如大模型參數(shù)交換),可顯著縮短訓(xùn)練時(shí)間并降低數(shù)據(jù)中心整體能耗。

3. 行業(yè)影響:AI算力路線的“換道超車”機(jī)遇

此次收購(gòu)標(biāo)志著AI算力互聯(lián)技術(shù)從“依賴高速Serdes”的單一路徑,向“電-光混合并行”的多元化路徑演進(jìn)。對(duì)于行業(yè)而言:
  • 技術(shù)層面:加速了“光互聯(lián)”在AI芯片中的滲透,推動(dòng)Serdes與MicroLED技術(shù)的融合創(chuàng)新(如CPO共封裝光學(xué)+MicroLED光源的集成設(shè)計(jì));
  • 市場(chǎng)層面:Credo憑借此次收購(gòu),從“高速Serdes供應(yīng)商”升級(jí)為“電-光全;ヂ(lián)方案商”,進(jìn)一步鞏固其在AI算力基礎(chǔ)設(shè)施中的話語(yǔ)權(quán);
  • 生態(tài)層面:可能帶動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈(如MicroLED芯片制造、硅光集成、光模塊封裝)的發(fā)展,為國(guó)產(chǎn)AI芯片提供“換道超車”的機(jī)會(huì)(如通過(guò)國(guó)產(chǎn)MicroLED光引擎替代進(jìn)口高速Serdes方案)。

四、總結(jié):AI算力的未來(lái),藏在“光與電的協(xié)同”里

Credo收購(gòu)MicroLED光學(xué)互連企業(yè)的案例,表面是一次企業(yè)并購(gòu),實(shí)則揭示了AI算力發(fā)展的深層邏輯——當(dāng)傳統(tǒng)電互聯(lián)(Serdes)遭遇物理極限時(shí),“光互聯(lián)”正通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新成為破局關(guān)鍵。
MicroLED陣列通過(guò)“空間并行”繞過(guò)“Serdes墻”,與Credo的高速Serdes IP及CPO技術(shù)結(jié)合,構(gòu)建了“電處理+光傳輸”的高效互聯(lián)體系,不僅能解決AI芯片的帶寬、功耗與封裝難題,更為未來(lái)更強(qiáng)大的算力(如萬(wàn)億參數(shù)大模型、實(shí)時(shí)AR/VR交互)奠定了基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)。
可以預(yù)見,隨著技術(shù)的成熟與商業(yè)化落地,“光互聯(lián)+AI”的融合將成為下一代計(jì)算架構(gòu)的核心,而Credo與Hyperlume的聯(lián)手,或許正是這場(chǎng)變革的起點(diǎn)。對(duì)于科技產(chǎn)業(yè)而言,這不僅是技術(shù)的升級(jí),更是一場(chǎng)關(guān)于算力效率、能源消耗與產(chǎn)業(yè)格局的深刻重構(gòu)。
 
 
 
 
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