美国联邦政府拨款3亿美元支持GlobalFoundries硅光子研究

美国商务部近日宣布，将向芯片代工企业GlobalFoundries提供3亿美元联邦资金，支持其硅光子技术研究。根据意向书条款，政府将获得GlobalFoundries 1%的股权。此次合作距该公司获得3.75亿美元联邦补助金用于建设量子芯片晶圆厂仅相隔两个月。

GlobalFoundries主要运营晶圆代工厂，依据客户提供的设计方案制造芯片。该公司的核心优势之一是生产无需最先进制程工艺的低功耗处理器，同时也生产针对Wi-Fi信号过滤等特定任务优化的辅助芯片。

硅光子技术是此次合作的核心方向，泛指驱动光纤网络运行的芯片，而这类网络正是全球众多AI数据中心的基础设施支撑。

GlobalFoundries将利用此次联邦资金加速硅光子技术的研发进程，重点布局一项名为"共封装光学"（CPO）的关键技术。

在现有架构中，服务器交换机将所处理的数据流量以电信号形式表示，再通过可插拔收发器将电信号转换为光束，经光网络传输后，目的端的另一个可插拔收发器再将光信号还原为电信号。数据在交换机内部的传输路径较为繁琐：需依次经过处理器、基板、主板，最终到达网络端口，方可向外传至可插拔收发器。

数据流量穿越多个硬件组件的过程会消耗大量电力，且容易产生传输错误，这使得可插拔收发器必须集成纠错芯片，从而推高了光网络的建设成本。

GlobalFoundries正在研发的CPO技术正是为解决上述问题而生。该技术将收发器直接集成至交换机处理器中，省去数据在多个中间组件间的流转环节，从而显著降低功耗并削减硬件成本。

今年5月，GlobalFoundries推出了名为SCALE的CPO制造技术，并已涵盖光电二极管（用于产生光网络传输数据所需的光）和调制器（通过改变光的物理特性将信息编码至光束中）等多种收发器组件。

在联邦资金的支持下，GlobalFoundries将重点推进新型光学材料、光子晶圆技术及先进封装工艺的研发，其中先进封装领域将优先聚焦3D混合键合技术——这是一种将多层硅晶粒垂直堆叠的制造方法。

"硅光子技术是AI基础设施的核心所在，"GlobalFoundries首席执行官蒂姆·布林表示，"过去十年，业界一直将铜互连向光互连的转变视为未来趋势；如今，这一转变已然到来，随着工作负载日趋复杂，光互连正以更高带宽和更优能效驱动数据传输。"

GlobalFoundries计划研发可支持400吉比特每秒带宽连接的硅光子硬件，并设定了较现有产品实现五倍能效提升的目标。

Q&A

Q1：GlobalFoundries获得的3亿美元联邦资金将用于哪些方面？

A：这笔资金将用于加速GlobalFoundries在硅光子领域的研发，重点方向包括新型光学材料、光子晶圆技术和先进封装工艺，其中先进封装将优先推进3D混合键合技术。此外，公司还将重点发展共封装光学（CPO）技术，目标是开发支持400Gbps带宽、能效较现有产品提升五倍的硅光子硬件。

Q2：共封装光学（CPO）技术解决了什么问题？

A：现有光网络架构中，数据需经过处理器、基板、主板、网络端口等多个硬件组件才能传至收发器，过程中会消耗大量电力并产生传输错误，为此还需额外集成纠错芯片，推高了建设成本。CPO技术将收发器直接集成至交换机处理器中，跳过中间环节，可同时大幅降低功耗和硬件成本。

Q3：硅光子技术和AI数据中心有什么关系？

A：硅光子芯片是光纤网络的核心驱动元件，而光纤网络正是全球众多AI数据中心的基础通信设施。随着AI工作负载不断增长，数据中心对高带宽、低功耗的光互连需求持续攀升，硅光子技术的发展直接关系到AI基础设施的传输效率与能耗水平。