1月22日那天,CIOE中国光博会联合C114搞了场线上研讨会,专门聊AI超节点互连架构这事儿。光库科技的郝婷作为芯片设计和产品经理,站在技术底层的角度给大伙说了说薄膜铌酸锂在这上面能派上啥用场。她主要讲了三个事儿:超节点的现状、薄膜铌酸锂的优势,还有这材料具体能怎么用。 先说这个超节点,现在简直是AI圈里的“当红炸子鸡”。技术迭代太快了,算力蹭蹭往上涨,以前那种老黄历行不通了,大家现在都盯着单域密度、低时延、灵活配配比还有性价比看。所以超节点这种架构就出来了,主要是想把“通信墙”拆了,好让AI集群系统跑更快。 郝婷举了几个大厂商的例子:华为搞的是全光互联方案,用6912个400G LPO光模块和3168根光纤搭起总线;谷歌的TPU v4 Pod里塞了4096个TPU芯片,是目前最大的AI集群;英伟达的DGX呢,是从芯片到系统全都深度耦合在一起的垂直整合体。 依着这三家的路数来看,超节点光互连技术用起来主要得面对三个挑战:一个是要搞万亿参数模型就得把带宽提上去;另一个是跨节点通信得把延迟降下来;还有就是高密度部署要把功耗压下去。 说到光调制技术这块儿,现在主要有硅光、磷化铟和铌酸锂三种路子。硅光主要用在短距离的数据通信模块里;磷化铟在中长距离的光网络里比较多见;铌酸锂主要是干那些400Gbps以上的长距骨干网相干通信,还有单波200/400Gbps的数据中心活计。 郝婷特别强调了薄膜铌酸锂的几个优点:带宽特别高,业界典型值都能过110 GHz;驱动电压很低,才1.8 V·cm左右;光学损耗小,不到0.2 dB/cm;线性度也高,信号失真少。这几个好处正好戳中了超节点光互连的痛点。 接下来她讲了三个具体应用场景:第一个是在可插拔光模块上,单通道能跑400Gbps,支持DR4/8、FR4/8光芯片,还有像QSFP-DD、OSFP这些封装形式,PAM4/6、DP-QPSK、16/64 QAM这种高阶调制格式也能支持。用了薄膜铌酸锂以后,DSP和Driver的功耗能降低不少。 第二个是LPO这边,薄膜铌酸锂驱动电压低、功耗比硅光还省;线性度好能补偿去掉DSP后的信号损失;材料本身稳定温控也简单。 第三个是大家都很关注的CPO应用。郝婷说CPO现在有几个难搞的点:电互连功耗随速度猛涨;光引擎自己得高效才能降整体功耗;得跟ASIC紧紧耦合还得线性度高才能减少干扰;还要在有限空间里跟高功耗ASIC和平共处。 这时候薄膜铌酸锂就派上用场了,它能提供超高单通道速率、超低驱动功耗、超高线性度还有材料稳定好集成。未来CPO要是大规模铺开了,它绝对是关键的选择之一。 郝婷最后总结说,薄膜铌酸锂还得继续改进。一方面要加强异质异构集成,把TFLN跟Si、SiN、III-V族这些材料拼在一块儿用;另一方面得推动先进封装技术。 光库科技做薄膜铌酸锂的时间很长了,都有40年历史了,是最早做电信级铌酸锂调制器的厂家之一。现在生产的400/800Gbps相干驱动调制器、20/40GHz模拟调制器、10Gbps零啁啾强度调制器、10GHz相位调制器这些产品都已经在各类网络里用开了。光库科技打算接着往前冲,牢牢抓住超节点光互连带来的机会。