AI的發展帶動高速傳輸技術的高度需求,雷射光源技術廠商Lightmatter宣布,推出Very Large Scale Photonics(VLSP)技術。並整合至Guide平台,打造高整合度的光源引擎,並推動雷射製造從仰賴人工組裝的生產模式,邁向類晶圓代工(Foundry-Grade)的量產流程。VLSP技術運用大規模光子整合,突破光功率擴展的既有限制,為AI時代的光子互連藍圖奠定基礎。Guide平台在初期即實現光學頻寬密度提升8倍,同時具備高度部署擴展性與波長穩定度,提升AI基礎建設品質。
Lightmatter的Passage光子互連平台透過獨特的3D架構,突破資料中心邊緣頻寬(Shoreline Bandwidth)的限制,該公司共同創辦人暨執行長Nicholas Harris表示,隨著超大規模資料中心中的AI叢集持續擴大,系統效能愈來愈受限於頻寬密度。這不僅發生在晶片I/O邊緣,即使是最先進的光子互連,其效能仍取決於所使用的雷射光源技術。
目前的共封裝光學(CPO)與近封裝光學(NPO)解決方案,多仰賴分離式磷化銦(InP)雷射二極體,並整合於外接式雷射小型可插拔模組(ELSFP)中。Harris提到,這類架構正面臨所謂的功率牆(Power Wall)瓶頸。在高功率運作情境下,連接器端面與以環氧樹脂黏合的結構,容易因污染物吸收光能而產生熱損傷,甚至在僅數百毫瓦的功率下,就可能導致光纖受損。這使得單純透過提升InP雷射輸出功率來擴展效能的傳統雷射技術路線,逐漸失去實用性。在現行架構中,若要將頻寬提升一倍,往往意味著ELSFP模組數量也必須同步翻倍,進而推高成本、功耗與前面板空間占用,最終反而降低整體系統的可靠度。此外,分離式雷射在即將普及的高密度分波多工(DWDM)應用中,也難以維持緊密的波長間距與精準控制;雷射陣列必須在極小漂移下維持準確波長,對分離式架構而言是一大挑戰。
Guide VLSP光源引擎透過高度整合的架構,大幅降低分離式雷射模組所需的元件數,同時提升良率與長期運作可靠度。Lightmatter藉由這項整合式設計,建立一條可從一個波長擴展至64個波長以上的雷射技術藍圖,並顯著降低組裝複雜度。Harris指出,在第一代Guide驗證平台,即可在僅1RU機箱 中支援100Tbps的交換器頻寬;若採用傳統ELSFP架構,則需約18個ELSFP模組,並占用多達4RU機櫃空間。
Lightmatter Guide雷射模組目前已導入Passage M系列與L系列(Bobcat)機櫃級驗證平台,展現效能指標為:
- 高頻寬密度:單一模組最高可達51.2Tbps,適用於NPO與CPO架構
- 高光輸出功率:每條光纖最低100mW
- 波長數量:可產生16個波長並進行多工
- 閉迴路控制(Closed-Loop Control):支援雙向光子連結,兩組間距400GHz的波長網格,以精準200GHz位移交錯,控制精度達±20GHz,並在光纖中維持最高0.1dB的通道功率均勻度