凌云光技术_突破 AI 光互连瓶颈：先进光电封装与精密检测技术方案_公开版【260601】.pdf

1、突破 AI 光互连瓶颈：先进光电封装与精密检测技术方案凌云光技术股份有限公司杨睿2026.05.282AI时代光互连需求与挑战01.先进光电封装与精密检测技术方案02.总结03.Contents目录LUSTER Confidential1.1 AI算力需求的指数级增长AIAI模型、算力与互连带宽的扩展趋势对比模型参数100 x每2年增长幅度芯片算力3.3x每2年增长幅度互连速度1.4x每2年增长幅度 AI大模型发展遵循“扩展法则”(Scaling Law)，模型参数规模呈爆炸式增长。从GPT-3的1750亿到GPT-4的1.8万亿，训练所需的算力需求已正式迈入 ExaFLOPS(百亿亿次/秒)

2、时代。LUSTER Confidential1.2 AI时代对光互连的需求算力扩展受限的“天花板”AI时代，光互连正从传统的长距离传输场景，迅速向机架内（Scale-up）的GPU-to-GPU、Chip-to-Chip等短距高密场景延伸。凭借其高带宽、低延迟、低功耗、抗干扰的物理层天然优势，光互连已成为破解AI算力瓶颈的唯一可行路径。LUSTER Confidential1.3 AI光互连技术演进 AI光互连目前仍以可插拔光模块为主，为应对挑战，业界正积极探索多种前沿解决方案，形成了以CPO为核心，LPO、NPO、XPO等技术并行发展的“xPO”技术家族。这些技术各有侧重，共同构建了未来光互

3、连的多元技术图景。市场规模预测根据LightCounting的预测，CPO市场份额从2024年开始快速提升，预计到2030年，将在高速光互连市场占据举足轻重的地位，成为下一代数据中心的核心架构选择。线性可插拔光学(LPO)近封装光学(NPO)超高密度可插拔光学(XPO)共封装光学(CPO)LUSTER Confidential1.4 AI光互连最新进展 台积电为CPO专门打造了硅光+3D 封装一体化平台 COUPE(Compact Universal Photonics Engine，紧凑型通用光引擎)，用于 AI/HPC 超高速光互连。2025年完成第一代 COUPE生产验证，并与英伟达、博

4、通锁定 CPO 合作。2026年，台积电官宣COUPE on Substrate（基板级 CPO）进入量产，标志着CPO 从概念走向商用。NVIDIA Quantum-X 交换机已开始出货，提供115.2T总带宽，助力AI超算集群实现低延迟、高吞吐的数据交换Broadcom Tomahawk 6 交换芯片交换容量高达102.4T，并集成16个6.4T硅光引擎，代表了业界领先的芯片集成水平LUSTER Confidential1.5 AI光互连的瓶颈与挑战01光耦合损耗高02热管理压力大033D堆叠良率低04制造成本高昂8AI时代光互连需求与挑战01.先进光电封装与精密检测技术方案02.总结LU

5、STER Confidential2.1 光子引线键合-革命性的光芯片互连技术 光子引线键合(Photonic Wire Bonding,PWB)突破了传统光互连的物理限制，利用激光直写技术，将三维聚合物光波导直接“书写”为芯片与芯片、芯片与光纤之间的“光导线”，实现高带宽、低损耗、高对准容差的高效光耦合。PWB的特点与优势：支持三维布线、灵活连接，轻松跨越芯片或封装件之间的高度差 高容差性，对准偏差可达30 m，无需高精度/有源耦合对准 支持任意模场及异质材料之间的连接，SOISOI，SMFSOI，TFLNSi，InPSi，SMFTFLN 在不同环境下保证高可靠性 支持大批量自动化生产LUS

6、TER Confidential2.1 光子引线键合 PWB 技术利用高能量密度的飞秒激光在光敏聚合物内部引发双光子聚合反应（Two-Photon Polymerization，TPP），精确控制光刻胶的局部固化，从而在微观尺度构建出结构精密的光波导芯层与包层。1.装配贴片2.涂光刻胶3.激光直写3D光刻4.显影5.涂包层 典型工艺流程如下：LUSTER Confidential2.1 光子引线键合 PWB效果图LUSTER Confidential2.2 玻璃通孔TGV 玻璃通孔(Through Glass Vias,TGV)是一种在玻璃基板上制造垂直导电通道的先进封装技术，可实现芯片间高密