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2025年硅光公司收购盘点

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光学小豆芽
发布2025-12-30 20:29:04
发布2025-12-30 20:29:04
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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。

1. AMD收购Enosemi

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)

2. Ciena收购Nubis

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)

Nubis公司成立于2020年,专注于高密度低功耗的光电互联技术。其创始人为Peter Winzer,他是光通信行业大佬,IEEE/OSA fellow以及美国工程院院士,曾任职贝尔实验室光传输部门负责人,致力于推广多芯光纤传输技术。其核心团队中有另外一位美国工程院院士Pete Pupalaikis, 其在数字信号处理与SI领域有较高的造诣。

Nubis公司于2023年推出其高密度1.6T硅光引擎,其采用2.5D封装方案,如下图所示。Driver和TIA芯片共计4颗电芯片都倒装在PIC芯片上。Driver/TIA芯片采用成熟的BiCMOS工艺,硅光芯片在IMEC平台加工。整个chiplet的尺寸为8.5mm*6.9mm,包含两颗8通道driver芯片和两颗8通道TIA芯片,每个通道的速率为100Gbps, 共16个通道。Driver分布在东西方向,而TIA分布在南北方向。Driver和TIA的尺寸都为0.8mm*2.3mm。光芯片采用光栅耦合的方式,出光位置在芯片中央,采用2D光线阵列的形式,共36个光口,其中4个光口为激光器输入端口。外置激光器的输入光功率为20dBm。采用光栅耦合的方式,可以摆脱端面耦合器的布局限制,光口可以布置成多排,从而有效提高带宽密度。

(图片来自文献2)

Driver提供2Vpp驱动信号,Nubis没有透露具体的MZM调制器长度。文献2中,Nubis没有透露具体的电路细节,只强调了其在Driver/TIA中增加了CTLE、VGA功能用于对trace loss进行补偿,以及一系列用于监控的sensor。此外他们还结合光芯片,对整体链路进行了优化设计。整个光引擎的功耗为6.7W, 对应3.9pJ/bit。带宽密度达到246Gbps/mm。

Nubis对比了铜缆和该光引擎在linear drive场景下可承受的电学损耗,实验配置和结果如下图所示。高速信号从LR SerDes发出,对于电学loopback链路,其最大可允许45dB的电学损耗。而如果使用Nubis光引擎,可最大支持58dB的电学损耗,提升了13dB,收发端的损耗分别为29dB。对于100G LPO场景,MSA对于host IC到光模块的电学插损要求为小于20dB。Nubis优异的性能,得益于其在SI/PI方面精心的设计。在LR Serdes的场景下,100Gbps速率下的BER可以达到1e-9以下。

(图片来自文献2)

Nubis的另一款产品redriver,其主要应用于AEC场景,通过对高速信号进行补偿,增加铜缆互联的距离。Nubis与Amphenol展开合作,可支持单通道200Gbps的速率,铜缆传输距离可扩展到4米,而功耗仅为1.5pJ/bit。此外他们还提出了CPX的概念,在CPO领域,指定统一标准的连接器,可以同时满足CPO/CPC的连接需求,如下图所示。

(图片来自文献3)

3. GlobalFoudries收购AMF

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。

4. Marvell收购Celestial AI

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

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原始发表:2025-12-21,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 1. AMD收购Enosemi
  • 2. Ciena收购Nubis
  • Nubis公司成立于2020年,专注于高密度低功耗的光电互联技术。其创始人为Peter Winzer,他是光通信行业大佬,IEEE/OSA fellow以及美国工程院院士,曾任职贝尔实验室光传输部门负责人,致力于推广多芯光纤传输技术。其核心团队中有另外一位美国工程院院士Pete Pupalaikis, 其在数字信号处理与SI领域有较高的造诣。
  • Nubis公司于2023年推出其高密度1.6T硅光引擎,其采用2.5D封装方案,如下图所示。Driver和TIA芯片共计4颗电芯片都倒装在PIC芯片上。Driver/TIA芯片采用成熟的BiCMOS工艺,硅光芯片在IMEC平台加工。整个chiplet的尺寸为8.5mm*6.9mm,包含两颗8通道driver芯片和两颗8通道TIA芯片,每个通道的速率为100Gbps, 共16个通道。Driver分布在东西方向,而TIA分布在南北方向。Driver和TIA的尺寸都为0.8mm*2.3mm。光芯片采用光栅耦合的方式,出光位置在芯片中央,采用2D光线阵列的形式,共36个光口,其中4个光口为激光器输入端口。外置激光器的输入光功率为20dBm。采用光栅耦合的方式,可以摆脱端面耦合器的布局限制,光口可以布置成多排,从而有效提高带宽密度。
  • (图片来自文献2)
  • Driver提供2Vpp驱动信号,Nubis没有透露具体的MZM调制器长度。文献2中,Nubis没有透露具体的电路细节,只强调了其在Driver/TIA中增加了CTLE、VGA功能用于对trace loss进行补偿,以及一系列用于监控的sensor。此外他们还结合光芯片,对整体链路进行了优化设计。整个光引擎的功耗为6.7W, 对应3.9pJ/bit。带宽密度达到246Gbps/mm。
  • Nubis对比了铜缆和该光引擎在linear drive场景下可承受的电学损耗,实验配置和结果如下图所示。高速信号从LR SerDes发出,对于电学loopback链路,其最大可允许45dB的电学损耗。而如果使用Nubis光引擎,可最大支持58dB的电学损耗,提升了13dB,收发端的损耗分别为29dB。对于100G LPO场景,MSA对于host IC到光模块的电学插损要求为小于20dB。Nubis优异的性能,得益于其在SI/PI方面精心的设计。在LR Serdes的场景下,100Gbps速率下的BER可以达到1e-9以下。
  • (图片来自文献2)
  • Nubis的另一款产品redriver,其主要应用于AEC场景,通过对高速信号进行补偿,增加铜缆互联的距离。Nubis与Amphenol展开合作,可支持单通道200Gbps的速率,铜缆传输距离可扩展到4米,而功耗仅为1.5pJ/bit。此外他们还提出了CPX的概念,在CPO领域,指定统一标准的连接器,可以同时满足CPO/CPC的连接需求,如下图所示。
  • (图片来自文献3)
  • 3. GlobalFoudries收购AMF
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