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创新成果丨面向共封装交换芯片的高带宽密度微环光引擎


以微环调制颠覆芯片互连

以硅光引擎突破算力瓶颈


“面向共封装交换芯片的高带宽密度微环光引擎”项目荣获2026全国颠覆性技术创新大赛卓越奖,该项目由北京灵熹光子科技有限公司研发。

AI算力集群光互连技术是支撑大模型训练与国家AI战略的算力底座,长期市场需求超万亿元。现有铜缆受趋肤效应制约,可插拔光模块亦存在带宽密度瓶颈,传输损耗高达28dB、单波200G速率下互连距离不足1.5米,带宽密度仅50Gbps/mm,且可插拔光模块依赖DSP致功耗达20pJ/bit,难以支撑AI集群扩展。该技术以微环收发光芯片与互补金属氧化物半导体(CMOS)驱动/跨阻放大器(TIA)芯片实现光电共封装(CPO)光电融合:ASIC至光引擎接口的传输损耗由≥20dB降至≤4dB(降低80%),带宽密度由0.05Tb/s/mm跃升至≥1Tb/s/mm(提升20倍),互连距离由铜缆1.5米延至2km,功耗由20-30pJ/bit降至≤2pJ/bit(降低90%以上),单颗光引擎带宽达6.4Tb/s。结合国产大模型和算力芯片,该互连技术有助于实现AI智算全产业链100%自主可控,突破AI集群规模瓶颈,助力我国在全球光电融合赛道领跑。

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通过基于微环的信息调制方案,结合共封装技术,在数据互连中以光代电,实现各类处理器(XPU)间的高速数据交换。

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高速高效微环调制器示意图

目前,灵熹光子自研高带宽密度、低功耗的微环光子芯片(PIC)与电芯片(EIC)已完成投片,开发了业内首颗集高速驱动、光电流直检、数模混合热调算法于一体的CMOS智能驱动芯片,平均热调功耗<0.5pJ/bit。该芯片集成自主开发的微环全闭环自反馈控制算法,无需任何外部或人为干涉,即可在20~100℃宽温度范围内实现微环快速升降温与稳定控制,保证调制器正常工作、无误码,突破微环工程化应用的关键瓶颈。




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项目负责人王斌浩,博士,北京灵熹光子科技有限公司创始人兼总经理,中国科学院西安光学精密机械研究所研究员、博士生导师。本硕毕业于浙江大学,博士毕业于美国德州农工大学,曾于美国惠普实验室担任研究科学家,拥有十年美国一流实验室研发经验。深耕硅基微环调制器及配套技术十余年,带领团队在微环调制探测芯片、光电芯片集成等领域取得多项世界级性能突破,在基于微环的光互连芯片与光电集成方面具备深厚的技术积累与先进经验。

北京灵熹光子科技有限公司成立于2025年9月,专注于基于微环调制光芯片与CMOS模拟电芯片的自主开发,并结合先进光电封装打造高带宽密度光引擎,旨在为AI算力集群提供高带宽、低功耗的光互连解决方案。公司已构建起“光芯片-电芯片-先进封装”的全链路技术能力,成功完成闭环波长锁定、单通道500Gb/s微环调制、单通道200Gb/s光电融合集成微环收发引擎及16×256Gb/s波分复用等关键技术验证。


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