格芯收购AMF,巩固硅光子技术在AI数据中心领域的领先地位

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格芯收购AMF,巩固硅光子技术在AI数据中心领域的领先地位

AI数据传输转向光技术:格芯整合新加坡AMF

格芯(GlobalFoundries)收购了总部位于新加坡、专注于硅光子技术的Advanced Micro Foundry(AMF),推动光学技术走向人工智能基础设施的核心。交易条款未予披露。此次交易将AMF逾15年的光子制造经验和知识产权,与格芯的全球布局结合起来。两家公司的负责人表示,合并后的业务将按营收计成为全球最大的纯硅光子代工厂,服务于AI数据中心、高速通信、传感以及新兴量子系统。此次收购还配套一项与新加坡科学、技术与研究局(简称A*STAR)开展的新研究合作,并计划设立硅光子卓越中心,聚焦新一代材料和每秒400吉比特及更高速的互连技术。

目录
  1. AI数据传输转向光技术:格芯整合新加坡AMF
  2. 硅光子技术为何对AI和先进网络至关重要
  3. AMF交易为格芯带来什么
  4. 新加坡研发中心与A*STAR的长期合作
  5. 企业声音
  6. 这一转变如何融入全球光互连竞赛
  7. 技术简介:从晶圆尺寸到共封装光学
  8. 从200毫米晶圆到300毫米晶圆
  9. 从可插拔模块到共封装光学
  10. 400G为何重要
  11. 风险、整合与观察重点
  12. 对新加坡及亚洲芯片生态的影响
  13. 要点速览

硅光子技术是在硅基芯片上,将波导、调制器等基于光的元件与标准电子元件集成在一起。它以光纤和集成光学器件取代许多短距离和长距离数据链路中的铜线路。这一转变可降低功耗和发热,并大幅提升服务器、加速器机架和存储系统之间的带宽。随着AI训练集群每小时在数据中心内部传输数拍字节数据,而铜互连日益接近物理极限,光互连已成为该行业的优先发展方向。

硅光子技术为何对AI和先进网络至关重要

现代AI依赖由大量GPU、定制加速器和高速存储组成的庞大网络。在这些组件之间传输数据,往往是功耗预算和性能的主要制约因素。铜缆和电SerDes链路在高频和远距离传输时会出现信号衰减,因此需要中继器和更大的电压摆幅,从而增加能耗和延迟。光链路以光传输数据,长距离传输损耗和串扰都很小,而且每比特能耗低得多。

硅光子技术将光学功能与控制电子电路集成在硅晶圆上。代工厂制造用于传导光的波导、用于编码数据的调制器,以及将光转换回电信号的光电探测器。集成方案以更小、更凉爽、往往也更便宜的光引擎取代分立收发器模块。由此可提高每个机架的吞吐量,降低散热需求,并提升超大规模数据中心和电信网络的可靠性。

这项技术也具有灵活性。它既支持可插拔收发器,用于升级现有交换机;也支持共封装光学技术,将光引擎与交换机或加速器芯片相邻放置在同一封装内。共封装光学技术将封装内的电传输路径缩短至仅数毫米,再以光纤完成更长距离的传输。随着链路速率从400G升至800G及更高,这种设计有助于改善能效和信号完整性。

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AMF交易为格芯带来什么

Advanced Micro Foundry被公认为首家专注于硅光子的专业代工厂。该公司于2017年从新加坡A*STAR下属微电子研究所分拆成立,为电信、数据中心、激光雷达和传感器领域的客户提供制造、原型开发和测试服务。AMF约有250名员工,依托200毫米晶圆平台服务全球客户,并计划随着产量增长逐步转向300毫米生产。

通过收购AMF,格芯获得了成熟的工艺设计套件、器件库,以及在光子器件集成和测试方面经验丰富的团队。公司由此可以满足长途光通信、数据中心内部链路,以及汽车传感和量子光子学等专业市场的需求。合并后的规模还让客户能够从多个地区采购并认证第二供应源,从而降低关键基础设施项目的供应风险。

格芯表示,其在美国现有的硅光子能力将与位于新加坡的制造业务互为补充,为全球客户提供服务。此举旨在加快光收发器、共封装光学器件和集成光子解决方案的上市进程,以满足AI和云服务运营商日益增长的带宽与能效需求。

新加坡研发中心与A*STAR的长期合作

格芯计划在新加坡设立硅光子卓越中心,与A*STAR合作开展材料和器件研究,目标是实现每秒400吉比特及更高速的链路。这一速率与当前的数据中心发展阶段相契合:400G和800G已成为交换机与服务器互连的标准构建模块,运营商也已开始评估下一代模块。

公司表示,新加坡的研发工作将直接融入其光子平台和产品路线图。新加坡早期对光子学和量子研究的投入,加上现有的半导体人才基础,使其成为扩大制造规模、推动器件物理和工艺创新的理想地点。格芯在新加坡的多个晶圆厂共有约3,800名员工,这一基础有助于将实验室成果转化为生产线上的产品。

此举也展现了公共研究如何转化为商业能力。AMF源自A*STAR微电子研究所,体现了从学术研究到工业规模解决方案的转化路径。新合作旨在缩短未来光子平台的研发转化周期,包括开发支持更高速率、更低损耗和更低功耗光链路的新型材料。

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企业声音

格芯首席执行官蒂姆·布林(Tim Breen)表示,硅光子技术是当前和未来AI基础设施的核心需求。他说,公司将利用AMF的产能和专业能力,拓展光学解决方案产品路线图,以降低数据中心内部和广域网络中的功耗、提高吞吐量。

硅光子技术是AI基础设施不可或缺的一部分。随着数据传输速度加快、工作负载日趋复杂,以更高速度、更高精度和更高能效传输信息,已成为AI数据中心和先进电信网络的基本要求。

AMF首席执行官Jagadish CV强调了两家公司的契合度,以及通过更广泛的产品组合开拓更多市场的潜力。

AMF与格芯拥有共同的愿景,致力于创新并与客户紧密合作,提供差异化解决方案。双方的技术组合互为补充,我们期待推动硅光子技术发展,为更广泛的市场和客户提供服务。

这一转变如何融入全球光互连竞赛

光链路已成为整个行业的战略重点。网络芯片制造商和超大规模运营商正推动采用可插拔和共封装光学技术,以跟上AI规模集群的发展。英伟达等公司已与领先代工厂合作,将网络芯片与光互连封装在一起。Ayar Labs、Celestial AI和Lightmatter等获得风险投资支持的企业正在开发芯片间光互连,其中一些使用格芯进行制造。在量子计算领域,格芯正与PsiQuantum合作,为大规模量子系统开发基于光子技术的芯片。

在新加坡扩充产能,同时保留在美国和欧洲的现有业务,将使格芯拥有更多元化的制造布局。这有助于希望为关键组件建立多地区采购渠道的云服务商和电信运营商,也将推动新加坡成为硅光子设计、制造和测试枢纽,助力该技术在数据通信、传感和计算领域扩大应用。

此次收购也延续了格芯与新加坡的长期联系。2010年,格芯收购了特许半导体(Chartered Semiconductor),扩大了其在当地的业务布局。此次AMF交易则增添了光子学专业能力,与当前AI基础设施投资浪潮相契合。

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技术简介:从晶圆尺寸到共封装光学

晶圆尺寸和封装是理解这笔交易为何可能改变光子技术普及速度的两个关键因素。

从200毫米晶圆到300毫米晶圆

AMF目前使用200毫米晶圆生产。格芯计划在客户需求增长后将生产规模扩展至300毫米。更大的晶圆意味着每片晶圆可生产更多芯片,有助于提升规模经济效益,通常也能采用更先进的设备。将光子平台转移到300毫米晶圆上,可以降低单项功能的成本,并支持更大规模生产收发器和光引擎。转产需要谨慎进行工艺转移和认证,以保持光学性能,例如确保波导中的低传输损耗,以及不同晶圆上的调制器性能稳定一致。

从可插拔模块到共封装光学

几十年来,网络设备一直依赖插入交换机前面板的可插拔光模块。这些模块仍将发挥重要作用,因为运营商可以在不更换整套系统的情况下升级光学器件。共封装光学则带来了一种新方案:光引擎与交换ASIC或加速器置于同一基板上,电线路径非常短。这能最大限度地减少信号损耗、降低功耗,并提高每个机箱可支持的总带宽。代工厂层面的光子和电子集成是实现这一架构的关键,格芯也将其列为产品路线图的重点方向。

400G为何重要

现代AI数据中心机架以每条通道100G的倍数传输数据。400G收发器通常使用四条100G通道,800G则将通道数翻倍。要以低功耗大规模可靠实现400G和800G,是迈向太比特级链路的现实阶梯。针对这些速率开展材料、调制器和低损耗波导研究,有助于降低每比特成本和每比特功耗,而这两项指标主导着数据中心网络设计。

风险、整合与观察重点

扩大硅光子平台并非易事。良率取决于光学损耗、器件均匀性、封装对准和测试覆盖率。从200毫米转向300毫米,需要在更多芯片上、并且往往在新设备上实现工艺控制。整合团队和工艺设计套件时也必须谨慎,确保客户设计规则保持稳定。激光器、材料和先进封装的供应链也必须同步扩充,以匹配晶圆产出规模。

客户的采用周期是另一个变数。许多云服务运营商按照多年周期升级光学器件,并将升级计划与交换机芯片和网络架构更新相配合。要说服客户从可插拔模块转向共封装光学,取决于经过验证的可靠性、服务模式,以及在现场维修或更换光学器件的能力。

竞争十分激烈。领先代工厂和网络芯片供应商都在投资光互连技术。能够兼顾高良率制造、完善设计生态和强大封装合作关系的企业,将在下一代交换机和AI集群中赢得最多订单。

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对新加坡及亚洲芯片生态的影响

多年来,新加坡一直在投资光子学、量子研究和半导体制造。半导体产业对该国国内生产总值贡献显著,公共机构也已推出计划,强化芯片设计、先进封装和特种材料领域的发展。AMF从研究机构分拆成立、成长为全球供应商,如今又并入一家领先的芯片代工企业,体现了公共资金支持的科学研究如何培育出可出口的专业能力。

新设的卓越中心和扩大的产能,有望吸引希望在亚洲设计和制造光引擎、同时继续使用北美和欧洲代工产能的初创企业和跨国公司。新加坡作为中立、稳定枢纽的角色,有助于提升供应链韧性。对于从事光子学、量子技术和传感领域的深科技初创企业而言,在同一生态系统内更容易获得原型开发、试产和规模化生产服务,可缩短产品上市时间。

对格芯而言,通信基础设施和数据中心业务已是增长最快的业务领域之一。高管表示,如果行业继续保持当前发展势头,硅光子业务的年化收入有望在本十年结束前达到数十亿美元。收购AMF并与A*STAR合作,旨在通过扩大产能、加快创新和缓解区域瓶颈,保持这一发展势头。

要点速览

  • 格芯收购了总部位于新加坡的Advanced Micro Foundry,以扩展硅光子产能和技术能力,交易财务条款未予披露。
  • 合并后的业务将使格芯按营收计成为全球最大的纯硅光子代工厂。
  • 新加坡将设立硅光子卓越中心,与A*STAR合作开发400G及更高速的光学技术。
  • AMF带来200毫米晶圆平台、成熟的工艺设计套件和全球客户群,并计划扩展至300毫米晶圆生产。
  • 与铜互连相比,硅光子技术利用光传输数据,可降低功耗和延迟,对AI数据中心和电信网络至关重要。
  • 格芯旨在加快从可插拔收发器到共封装光学产品的开发,服务数据通信和计算领域。
  • Ayar Labs、Celestial AI、Lightmatter等初创企业,以及量子计算企业PsiQuantum,都参与了向光互连转型的更大趋势。
  • 主要执行挑战包括良率、向大尺寸晶圆转移工艺、先进封装以及客户采用周期。
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