
2025年已接近尾声,这一年发生了多起硅光公司收购事件,释放了很多信号。小豆芽这里做一个简单的整理分析,方便大家参考。
今年5月底,AMD宣布收购Enosemi,但未公布具体的收购金额。两家公司此前已经有合作,AMD希望通过这一收购推动在下一代AI系统中的各种光学解决方案(包括CPO在内)的技术布局与发展。相比于其它家芯片巨头,AMD在硅光领域的布局较少,近年来才逐步开始加大投入。今年10月份,AMD在台南投入约2.7亿美金成立新的研发中心,重点聚焦在硅光、异质集成和AI infra等方向。
Enosemi成立于2023年5月,其团队主要成员来自于Lumious Computing的硅光团队,而Lumious Computing的硅光团队则部分来自于Elenion公司,后者于2020年被Nokia收购。Enosemi的两位创始人Matt和Ari都是Elenion公司创始人Michael Hochberg的学生。Enosemi主要基于GlobalFoudries的Fotonix硅光平台(45SPCLO),开发了16通道1.6T光引擎,单通道速率为100Gbps。得益于GF的monolithic硅光平台,该光引擎集成了除激光器之外的所有光电器件,包括driver、TIA和光芯片,一方面消除了因为封装带来的寄生对链路性能的影响,另一方面避免了在封装方案中花费太多研发精力,但是这对芯片设计能力的要求更高,需要同时具备模拟芯片和硅光芯片的设计能力,通过协同设计可以获得更具有竞争力的产品。
该光引擎的系统原理图如下图所示,Tx端的电路包括linear driver、SPI和反馈控制电路,Rx端的电路主要是TIA和SPI。光学部分,采用激光器1拖2的方式,共需要8路激光器输入。光口采用基于V-groove的端面耦合器,链路中包含多个光栅耦合器,便于晶圆级和芯片级的测试表征。调制器采用TWMZM,通过heater进行相位调节。Rx端采用偏振分集的方式,通过PSR将TM偏振转换为TE偏振,并与TE偏振在不同路径进行传输,最终输入到同一个高速PD中。

(图片来自文献1)
Tx端和Rx端的电路分别如下图所示,Tx端采用了5级放大器,最终输出的电压摆幅1.6Vpp, 而调制器的终端电阻为26Ohm。小摆幅和小终端电阻的设计主要是为了降低功耗。Rx端每一路高速PD旁还有个dummy PD, 形成伪差分的输入,使得Rx端电路更加对称,抑制部分噪声。

(图片来自文献1)
测试芯片的外观如下图所示,每一条链路的入光功率为25mW, Tx的链路损耗为15.3dB(包含3dB工作点)。单波100G的测试条件下,Tx的ER为3.8dB, TDECQ为2.3dB。Rx端TE/TM两种模式的等效响应率分别为245mA/W和210mA/W, PDL为0.7dB。文献1中没有展示Tx-Rx整个链路的BER结果。

(图片来自文献1)Enosemi这一光引擎的整体功耗约为4.3pJ/bit(不包含激光器部分),每一部分的功耗如下表所示。这一结果与Nubis的功耗略高,但比一般TWMZM方案的功耗要小40%左右。

(表格来自文献1)
今年9月份,Ciena宣布以2.7亿美金收购硅光初创公司Nubis。通过这一收购,Ciena业务从长距离相干通信(scale-across)扩展到短距互联,尤其是AI场景下的scale-up与scale-out互连,如下图所示。两家的技术完美互补,这一收购对于双方是一个双赢的交易,Nubis在光电模拟芯片的积累可以和Ciena的SerDes技术做一步的优化设计,Ciena借此将进入数据中心内部互联领域,拓宽了其商业版图,可以提供全栈互联解决方案。

(图片来自https://www.youtube.com/watch?v=ulxU4Vpd9Z4&t=95s)



GlobalFoundries(以下简称为GF)在11月份宣布收购AMF,但并未公布具体的收购金额。硅光领域的小伙伴,对这两家硅光流片厂应该都不陌生。AMF公司成立于2017年,早期是从新加坡IME孵化出来,和IMEC类似,他们是最早专注于硅光领域的流片平台之一,有着10多年的技术积累。
AMF的硅光平台细分为三大类,包括GP(General purpose platform)、HP(High performace platform)、CP(Custom Platform)。GP平台主要提供成熟的工艺以及性能稳定的器件,包含PECVD SIN工艺,支持Oband和Cband的应用。HP平台的器件性能则更加优异,可以提供更高带宽的调制器和探测器、非悬臂梁的端面耦合器,并且可使用基于LPCVD工艺的SIN波导。CP平台可以根据客户的不同需求,定制化加工一些特殊的layer stack, 例如TFLN、GaN、Glass等,主要应用于一些前沿技术。此外, AMF平台也支持一些晶圆级的封装技术。
GF预期通过收购AMF, 将为其在2026年带来7500万美金的收入。而GF在硅光领域的总收入在2030年有望达到10亿美金。GF拥有12寸45nm节点硅光平台,美国很多硅光初创公司选择在这一平台上流片,做一些技术demo,但是像Ayar Labs和Lightmatter等公司都开始逐步转移到TSMC平台。目前在GF实现光芯片量产发货的主要是Acacia。而AMF的8寸硅光平台,也是主要面对小型初创公司和科研机构,可以针对不同的业务需求提供一些定制化的流片,优势在于灵活性和定制化能力,但都没有实现量产发货。相比于Tower火爆的硅光流片订单需求,GF和AMF的结合更像是资源互补,抱团取暖。两者结合后,GF可以整合好AMF的IP和技术积累,提供更具性价比的硅光量产解决方案。此外由于大多数模块厂商和光芯片公司都在中国,GF可能也想借此打开相关的市场。
Marvell在今年12月份宣布收购Celestial AI, 收购金额高达32.5亿美金,此外如果在后续经营中,Celestial AI带来的营收达到特定里程碑要求,还将追加22.5亿美金的额外金额,总的收购金额最高可达到55亿美金。此次对Celestial AI的收购,Marvell旨在增强其在scale-up互联领域的技术能力, 尤其是在CPO方向。Marvell在今年OCP峰会上展示了其与Jabil合作开发的102.4T液冷CPO样机,但尚未披露关键性能指标与量化测试数据。相比于Broadcom和Nvidia, Marvell在CPO领域稍显落后,还未进入到小批量供货的阶段。Marvell此前在2020年收购Inphi,补强了其高速光电互联技术版图,并借此推出了基于硅光技术的相干光模块与光引擎,奠定了其数据中心互联领域坚实的基础。而对Celestial AI的收购,将帮助其推进CPO产品的商业化落地,结合Marvell在SerDes、Switch和系统级互联架构上的积累,提供整体的跨机柜、高带宽、低延迟的scale-up互联方案,以满足新一代AI infra的需求。

(图片来自https://d1io3yog0oux5.cloudfront.net/_97e6612f7d2da361a76da64ce723c239/marvell/db/3735/35323/file/2025-12_02-Marvell-to-Acquire-Celestial-AI-vF2.pdf)
Celestial AI公司成立于2020年,已累计获得5亿多美金的融资,受到了资本市场的追捧,它是美国硅光初创公司中的明星。Celestial AI成立之初是以光计算为切入点,但伴随着AI大模型的飞速发展,海量数据搬运涉及到的延迟与功耗问题成为了系统的一个瓶颈。Celstial AI在2023提出Photonic Fabric概念,旨在通过光互联技术实现XPU之间、XPU与存储之间的高带宽、低延迟、低能耗的数据搬运。
Photonic Fabric的技术方案如下图所示,光芯片作为photonic interposer, 不同距离的高速信号互联都可以借此得到实现。其中芯片内的互联,对应光电信号之间的转换,within package的互联,则借助光波导来传递信号,package之间以及package-to-fabric system的互联,则对应光信号通过光纤传递到另一颗芯片。整体来说,Photonic Fabric提供了不同距离下的互联方案,ASIC/XPU/HBM中的高速信号首先通过模拟芯片将信号加载到光芯片中,进而通过光芯片中的光波导传递到同一封装里的另一颗主芯片,对于不同芯片之间的互联,则借助光纤来实现。关于Photonic Fabric底层的技术细节,可以参看这篇笔记(OFC2024: Celestial AI公司的Photonic Fabric技术),这里不展开讨论。

(图片来自https://d1io3yog0oux5.cloudfront.net/_97e6612f7d2da361a76da64ce723c239/marvell/db/3735/35323/file/2025-12_02-Marvell-to-Acquire-Celestial-AI-vF2.pdf)
Celestial AI还进一步提出了OMIB的概念,如下图所示。OMIB的全称为Optical Multi-Chip Interconnect Bridge, 与Intel的EMIB技术相呼应。其主要通过photonic fabric技术实现多颗XPU芯片之间的高密度互联。

(图片来自文献4)
Celestial AI的Fabric Fabric概念非常好,在架构层面具有较强的前瞻性,在不同层级的互联都引入了光互联,构建了统一的高速互联技术框架,这可能也是其受到青睐的原因。但是技术层面上,EAM是否是一个好的解决方案,还有待商榷。相关技术验证仍处于POC阶段,还没进入到工程化阶段,有较大的不确定性。对于Marvell的这一收购,小豆芽并不是特别看好,有较高的风险,其战略层面的卡位意义大于短期可兑现的技术价值。
以上是对这几次硅光收购事件的简单整理,整体上来说,这些收购均发生在 AI 大模型快速演进、尤其是 scale-up 高速互联需求显著上升的产业背景之下。LightCouting将2025年定义为CPO之年,无论是Nvidia年初的CPO进展,或者是Broadcom新一代CPO产品的推出,亦或是Meta公布的CPO系统可靠性测试数据,都验证了这一论断。在这一趋势下,芯片设计类公司倾向于通过并购补齐关键技术短板,扩展自身技术版图,推出相关产品进入牌桌。而晶圆代工厂则希望通过整合资源,提供更优的技术路线,与设计类公司形成深度合作绑定。个人比较看好Ciena和Nubis的结合,对Marvell对Celestial AI的收购存疑。技术层面上,由于scale-up系统对延迟的要求,因此大都采用SerDes直驱光引擎的方案,这也对光电芯片的联合设计提出了更高的要求。Enosemi/Nubis/Celestial AI都不仅仅是一个硅光芯片设计公司,也都拥有各自的电芯片团队,并通过光电协同优化设计提供更具竞争力的产品。
参考文献
1.T Baehr-Jones,et.al., "Monolithically integrated 112 Gbps PAM4 optical transmitter and receiver in a 45 nm CMOS-silicon photonics process", Opt. Exp. 31, 24926(2023).
2. G. De Valicourt, et.al, "1.6-Tbps low-power linear-drive high-density optical interface for machine learning/artificial intelligence", Opt. Exp. 33, 15338(2025)
3. P. Winzer, "Resolving Operational Barriers to AI Scale-Up with Co-Packaged Copper/Optics Sockets", OCP Summit 2025
4. P. Winterbottom, "Celestial AI Photonic Fabric Module –The world’s first SoC with in-die Optical IO", Hotchips 2025