隨著人工智能算力需求持續(xù)飆升，芯片系統(tǒng)面臨的“數(shù)據(jù)搬運”瓶頸愈發(fā)突出。近日，法國微納技術研發(fā)機構 CEA-Leti 與光互連初創(chuàng)企業(yè) NcodiN 宣布建立戰(zhàn)略合作關系，雙方將共同推動基于300mm晶圓工藝的硅光子技術產(chǎn)業(yè)化，以面向下一代AI芯片和高性能計算系統(tǒng)的高速光互連需求。
采用直接鍵合與高精度對準技術將III-V族半導體芯片鍵合至300毫米晶圓
NcodiN成立于2023年，總部位于法國帕萊索，專注于開發(fā)集成納米激光器的光互連技術。該公司在2025年11月完成了1600萬歐元的種子輪融資，目標是解決當前高端計算系統(tǒng)中的關鍵瓶頸——數(shù)據(jù)在芯片之間傳輸效率不足的問題。隨著計算規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)銅互連在帶寬、功耗和傳輸距離方面逐漸難以滿足需求，產(chǎn)業(yè)界正加速向光互連方案轉型。
此次合作的核心，是將NcodiN的光學中介層（optical interposer）技術導入300mm硅光子制造平臺。相比傳統(tǒng)小尺寸試驗平臺，300mm晶圓工藝能夠顯著提升制造規(guī)模和生產(chǎn)效率，也是當前先進CMOS半導體制造的主流工藝節(jié)點。通過這一轉型，雙方希望推動光互連技術從實驗室概念驗證階段走向工業(yè)化生產(chǎn)。
NcodiN正在開發(fā)的核心技術平臺名為 NConnect。該平臺采用納米激光器作為光源，據(jù)稱其尺寸比現(xiàn)有行業(yè)標準激光器小約500倍，可在極小面積內(nèi)實現(xiàn)高密度光源集成?；谶@種技術構建的光子中介層，可實現(xiàn)超過5000個納米激光器每平方毫米的集成密度，同時將數(shù)據(jù)傳輸能耗降低至約0.1 pJ/bit。
依托CEA-Leti在光子集成與先進封裝領域的長期技術積累，雙方計劃將納米激光器技術遷移至300mm硅光子平臺，實現(xiàn)晶圓級光互連制造。該方案通過將III-V族半導體激光器芯片與硅晶圓進行直接鍵合，并利用高精度對準技術實現(xiàn)異質集成，從而兼顧硅光子平臺的大規(guī)模制造能力與III-V材料優(yōu)異的光學性能。
NcodiN聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Francesco Manegatti 表示，傳統(tǒng)光子器件體積較大且效率有限，一直是制約光互連規(guī)模化應用的重要因素。通過納米激光器技術，可以顯著縮小光源尺寸并提升能效，從而為大規(guī)模光互連鋪平道路。此次與CEA-Leti的合作，將重點驗證NConnect平臺在300mm晶圓制造環(huán)境中的兼容性，這是實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)和降低系統(tǒng)成本的關鍵一步。
CEA-Leti首席執(zhí)行官 Sébastien Dauvé 也表示，將光子技術遷移至與CMOS兼容的300mm制造平臺，是光互連技術邁向產(chǎn)業(yè)化的重要轉折點。只有在這樣的制造規(guī)模下，光互連方案才能在成本、可靠性和產(chǎn)能方面滿足人工智能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。
總體來看，隨著AI算力規(guī)模不斷擴大，芯片間數(shù)據(jù)傳輸已成為系統(tǒng)性能的重要制約因素。光互連被認為是突破這一瓶頸的重要技術方向。CEA-Leti與NcodiN此次合作，正是推動硅光子技術從科研探索邁向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)應用的一步，也為未來AI芯片與高性能計算系統(tǒng)構建更高效的數(shù)據(jù)通信基礎設施提供了新的技術路徑。
