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科创院士谈|常瑞华:未来会出现“光芯片领域的英伟达”

核心内容总结

AI算力竞争已从单GPU性能比拼转向集群协同能力,光芯片(尤其是VCSEL技术)成为解决GPU高效互联的关键;中国工程院外籍院士常瑞华认为,光芯片领域一定会出现类似英伟达的巨头,中国企业应“自己开路”而非单纯追赶;光电融合是未来方向,光引擎等新产品形态将快速崛起,行业短期有周期但长期趋势明确。

1. AI算力不只是堆GPU,互联能力才是下一个战场

以前大家觉得AI算力强就是GPU数量多、单颗性能好,但现在大模型训练需要成百上千甚至上万颗GPU一起干活——就像几百人搬大箱子,光人多没用,得互相配合好才能高效。这时候“互联”(也就是GPU之间的数据传输)就成了瓶颈:铜导线传输高速信号时,距离稍远(比如几十厘米)就会损耗严重,像说话声音传远了变模糊。

英伟达最新的NVL72机架系统把交换设备紧贴GPU放,华为也搞了1024卡集群,都是为了缩短传输距离。常瑞华说:“AI算力的下一场竞争,很大程度上是互联能力的竞争”——光芯片就是解决这个问题的“神器”,因为光信号传输快、损耗小,能让GPU们“沟通顺畅”。

2. 光芯片三条路线PK,VCSEL为啥成香饽饽?

目前AI短距光互联有三条技术路线,各有优缺点:

  • 硅光EML:单通道速度超快,但能集成的通道少、成本高(像跑车跑得快但只能坐2人,还贵);
  • Micro LED:能集成很多通道,但单通道速度慢,和现有光纤不兼容(像公交车能装很多人,但跑得慢);
  • VCSEL:刚好在中间——既能保持较高速度,又能做成二维阵列(像面包车,速度不慢还能装不少人),解决了“高速难集成、集成难高速”的问题。

常瑞华团队的博升光电用“倒装背发射”设计:把VCSEL的电极翻到背面,光从背面出来,既解决了散热问题,又能装更多通道;还加了超表面技术,直接在芯片背面做光学处理,不用额外装小透镜,省了成本和功夫。现在他们已经卖了600多万颗高速VCSEL。

3. 光芯片有自己的“成长规律”,光引擎要火了

常瑞华说光芯片不会照搬电子芯片的摩尔定律(每18个月性能翻倍),但会有自己的扩展规律——比如LED、光通信都是找到一个能持续提升的参数(像亮度、带宽),产业就会不断推进。

未来传统的可插拔光模块不会消失(它成熟好维护),但“光引擎”会崛起:可以理解为更小、更靠近GPU的“迷你光模块”,能让数据更快变成光,减少传输损耗。

至于光计算,她认为不是光取代电,而是“分工合作”:电负责逻辑、存储、控制(这些是它的强项),光负责高速传输、并行运算(这些光更擅长)——就像厨师负责炒菜,服务员负责端菜,各司其职效率更高。

4. 中国光芯片要“自己开路”,深圳为啥是宝地?

有人问中国企业该“追赶”还是“自己开路”,常瑞华直接说“当然是自己开路”。她2021年扎根深圳,2023年加入香港中文大学(深圳),选深圳的原因是这里“有奋斗创新的精神,产业环境包容新技术”——比如博升光电就能在深圳快速落地技术。

她还举了自己的例子:研究VCSEL几十年,动力就是“别人说不行,我偏要再试一遍”。这种探索精神,正是中国光芯片突破的关键。

5. 行业有周期但长期向好,不用怕产能过剩

有人担心光通信产业会产能过剩,常瑞华说所有行业都有周期,但长期趋势很明确:带宽需求一直在涨,光互联会往更短距离渗透(比如从机房到芯片旁边)。短期波动就像波浪,企业要学会“驾驭周期”——比如在低谷时积累技术,高峰时抓住机会。

她的结论是:光芯片的未来很清晰,只要跟着趋势走,就能在AI算力竞赛中分到一杯羹。

这篇新闻其实告诉我们:AI时代不只有GPU,光芯片是隐藏的“潜力股”,而中国企业有机会在这个赛道上成为全球 leader。