在人工智能技术迅猛发展的当下,光芯片正成为推动行业进步的关键力量。中国工程院外籍院士、香港中文大学(深圳)校长学勤讲座教授常瑞华在近期一场主题演讲中指出,随着AI算力需求持续攀升,芯片间的互联能力将成为下一阶段竞争的核心焦点。垂直腔面发射激光器(VCSEL)凭借其高速传输与大规模阵列的双重优势,有望在AI时代的光互联领域占据主导地位。
当前,全球AI智算基础设施正经历爆发式增长,但行业目光多集中于GPU、CPU等计算芯片的性能提升。常瑞华强调,算力突破不仅取决于芯片本身的运算能力,更依赖于成千上万颗GPU之间的高效协同。传统铜线传输在高频条件下损耗显著增加,制约了数据传输距离与系统能效。为此,行业正加速向近封装光学(NPO)与共封装光学(CPO)架构演进,通过缩短电信号传输路径、提前完成电光转换,实现功耗与成本的双重优化。
在短距光互联技术路线中,硅光子方案虽具备单通道高速传输能力,但阵列规模受限;Micro LED技术擅长大规模阵列布局,却难以突破单通道速率瓶颈。相比之下,VCSEL技术通过融合高速调制与二维大规模阵列特性,在单通道速率与通道数量间取得平衡,更契合AI集群对高密度互联的需求。常瑞华认为,这种“快而宽”的技术特质,使VCSEL成为光互联领域的理想解决方案。
作为光芯片领域的先行者,常瑞华于2019年在深圳创立博升光电,专注于高速VCSEL、超表面光学与3D视觉技术的研发。团队通过倒装背发射结构设计,将电极转移至载板背面,使光线从芯片底部输出,有效解决了高密度阵列的布线难题,同时提升了器件的散热性能,使其可在125℃高温环境下稳定运行。将超表面纳米光学结构直接集成于芯片背面,实现了光束整形与晶圆制造的同步完成,省去了传统微透镜装配工序。目前,该企业高速VCSEL出货量已突破600万颗,正向200Gbps级产品迈进,并同步推进NPO、CPO光引擎的联合研发,相关产品仍处于样品验证阶段。其3D视觉产品已实现30万台出货,主要应用于工业机器人领域。
针对行业发展趋势,常瑞华认为,传统可插拔光模块凭借易维护、高可靠等特性仍具有不可替代性,但光引擎等新型产品形态将逐步涌现。她明确表示,光芯片领域必将诞生类似英伟达的领军企业,但光子器件的发展不会简单复刻电子芯片的摩尔定律,而是会形成独特的扩展规律。面对产业周期波动,她建议企业应把握光技术向短距离渗透的长期趋势,通过持续技术投入驾驭市场变化。
在技术路线选择上,常瑞华提出光电融合的发展理念。她指出,光技术擅长高速传输、波分复用与并行矩阵运算,而电子芯片在逻辑运算、存储与控制领域具有显著优势。未来,发挥两者特长、实现优势互补,将是AI时代光子技术发展的核心方向。针对国内产业发展,她强调,中国光芯片企业不应仅满足于技术追赶,更需依托庞大的应用市场,探索自主创新的发展路径。






