光电融合开启AI基础设施新纪元｜WAIC深度观察

徽声在线7月20日讯（记者 李明轩 实习记者 陈晓妍）在人工智能迅猛发展的当下，AI基础设施正步入一场以“光电融合”为核心的新一轮技术竞速浪潮。

过去数年间，行业焦点多集中于模型规模扩张、算法优化以及芯片性能提升。然而随着大模型训练与推理需求的指数级增长，AI基础设施面临的挑战正发生深刻转变：当算力集群规模从千卡级跃升至万卡级甚至更大规模时，系统效率的决定性因素已从单颗芯片性能转向海量计算单元间的高效协同能力。

在这场变革中，“光”技术正崛起为关键突破口。

2024世界人工智能大会（WAIC）期间，记者现场观察到，标注“超节点”“超集群”的展台持续吸引专业观众驻足，其背后的硅光技术成为产业界热议焦点。数据显示，展会期间含“光”技术展示面积同比增长47%，NPO（近封装光学）被视为国产GPU构建超节点的现实路径，CPO（光电共封装）商业化进程提速30%，光计算技术进入市场导入关键期。

产业共识逐渐形成：光电融合不是简单的技术替代，而是通过光与电的深度协同实现系统级突破。

行业专家指出，光电算力产业化需要构建“芯片-封装-制造-设备-平台-应用”六位一体的协同创新体系。这包括共同制定接口标准、共建测试认证平台、联合开发典型应用场景等关键举措。据预测，到2025年光电融合技术将为AI基础设施带来30%以上的能效提升。

光电技术商业化提速，超节点集群落地加速

本届WAIC呈现显著技术转向特征：除超节点展台人气旺盛外，硅光技术展示密度较去年提升65%。华为昇腾950超节点实现512卡全互联，中兴通讯OEX超节点支持十万卡级集群部署，燧原科技NPO光互连系统突破铜缆10米距离限制，实现500米无损传输。

在应用展示区，长飞公司推出的AI智算光纤解决方案实现每公里0.2dB超低损耗，曦智科技全球首款光电智算一体机“天枢·光立方”在图像识别场景中展现15倍能效优势。特别值得关注的是，由上海仪电牵头，联合曦智科技、中兴通讯等企业研发的光跃LightSphere X超节点集群，成功实现千卡规模落地验证。

“超节点标志着AI基础设施从数据互连迈向计算互连新时代。”曦智科技创始人沈亦晨在主题演讲中表示，“当集群规模突破万卡门槛，传统互连方式已无法满足需求，光互连技术可提升300%的带宽密度，降低40%的系统功耗。”

中国移动副总经理李慧镝指出，面向十万卡级超大规模集群，光互连技术在带宽密度、传输时延、功耗控制等方面具有不可替代的优势。实验数据显示，采用光互连的智算中心，其GPU间通信效率可提升2.8倍，整体系统能效比优化达35%。

沈亦晨透露，硅光技术在智算中心的价值主要体现在三个维度：光互连解决芯片间通信瓶颈，光交换实现动态资源调配，光计算突破特定任务算力极限。目前产业界正沿着“光模块→NPO→CPO”的技术路径演进，光计算市场渗透率已突破8%。

从技术路线选择来看，腾讯云副总裁王亚晨强调，随着超节点规模扩大，光互连成为突破带宽墙和功耗墙的关键。NPO技术通过将光电转换芯片与计算芯片集成在同一块电路板上，使互连距离缩短至5厘米以内，信号损耗降低60%，特别适合国产GPU生态建设。

沈亦晨分析称，NPO方案具有三大优势：一是去除昂贵的DSP芯片使成本降低45%；二是信号完整性提升使误码率下降至10^-15；三是与现有生态兼容性强。目前曦智科技NPO芯片已完成全链路验证，与基流科技、烽火通信等企业形成12个场景化合作项目。

在CPO技术领域，行业进展同样显著。本届WAIC期间，曦智科技与盛科通信联合展示的51.2T CPO原型系统，实现光芯片与电芯片3D集成，互连密度达到每平方毫米25个通道，信号传输延迟缩短至2皮秒。据预测，2025年CPO市场规模将突破12亿美元，年复合增长率达89%。

产业化仍需突破三大瓶颈

尽管光电融合前景广阔，但全面商业化仍面临多重挑战。以CPO为例，当前良品率不足65%导致单芯片成本高企，信号完整性标准缺失影响多厂商互操作，这些问题制约着技术规模化应用。

沈亦晨指出，CPO量产面临两大核心挑战：一是需要开发耐高温（>125℃）的光电集成材料，二是要建立从晶圆级测试到系统级验证的完整标准体系。据行业调研，解决这些问题可使CPO成本在2026年降至每Gbps $0.03，达到商业化临界点。

光计算领域的问题更为复杂。光本位科技董事长熊胤江表示，实验室技术向商业产品转化需跨越三道坎：一是模拟计算与数字控制的协同设计，二是光子芯片与电子系统的封装集成，三是建立针对光计算特性的软件工具链。这些挑战需要产业链上下游投入数百亿元研发资金。

沐曦股份CTO彭莉强调，光电算力发展必须突破“单点技术思维”。她以互连技术为例：“仅实现高速传输远远不够，需要构建包含计算调度、任务分配、能效管理的完整系统架构。这需要芯片厂商、系统集成商、应用开发者形成深度协同。”

产业协同机制建设正在加速。WAIC期间，由曦智科技发起的“光电算力产业生态联盟”正式成立，吸引近30家企业加入。联盟提出五大行动计划：2024年突破400G硅光模块量产技术，2025年建立CPO互操作标准，2026年建成国家级光电融合测试平台，2027年拓展5个以上标杆应用场景，2028年构建安全可控的供应链体系。

政策层面，上海市正全力打造光电算力创新高地。据上海市经信委介绍，上海已布局临港、松江等三大万卡级智算中心，形成17EFLOPS的智能算力规模。通过建立公共算力调度平台，已实现3.4万P算力的统一纳管，支撑169个大模型训练任务。未来三年，上海计划投入50亿元支持光电融合技术研发，培育30家专精特新企业。

（徽声在线记者 李明轩 陈晓妍）