近日，中國移動聯(lián)合中移智庫、中國移動通信研究院等機構共同發(fā)布了《算力專題：面向大規(guī)模智算集群場景光互連技術白皮書（2025年）》。該白皮書深入剖析了大規(guī)模智算集群對互連技術的迫切需求，并系統(tǒng)闡述了光互連技術的最新發(fā)展與應用前景。

當前，智算集群正朝著十萬卡級的規(guī)模迅猛發(fā)展，單節(jié)點的算力已突破每秒百億億次大關。然而，傳統(tǒng)銅介質電互連技術卻遭遇了“帶寬墻”“延遲墻”“功耗墻”三重嚴峻挑戰(zhàn)。具體而言，單通道速率難以突破400Gbps，傳輸延遲高達數(shù)微秒，單機架互連功耗占比更是超過40%，這些因素已成為制約算力充分釋放的核心瓶頸。

在此背景下，光互連技術憑借其低損耗、高帶寬、低延遲等顯著優(yōu)勢，脫穎而出成為解決上述問題的關鍵所在。其中，芯片級光互連技術通過先進封裝手段，將光引擎與電芯片緊密合封，有效縮短了電信號傳輸距離至毫米級，實現(xiàn)了系統(tǒng)能效50%以上的顯著提升。其構建的“芯片-設備-集群”一貫式全光互連架構，更是被業(yè)界認定為下一代智算基礎設施的核心關鍵技術。

光互連技術主要分為設備級與芯片級兩大類。設備級技術包括光交換機（OCS），它采用光域路由方式，實現(xiàn)納秒級切換，且功耗低于傳統(tǒng)電交換；以及可插拔光模塊，其中LPO線性直驅方案通過去除DSP，有效降低了功耗與時延。芯片級技術則涵蓋近封裝光學（NPO），它通過將光引擎與xPU置于同一基板，簡化了散熱設計，成為共封裝光學（CPO）的過渡技術；CPO技術則實現(xiàn)了光引擎與電芯片的共封裝，功耗降低50%，帶寬密度大幅提升；而光學I/O（OIO）則以芯粒形式集成，帶寬密度高達1Tbps/mm2，延遲降至納秒級。

在技術路線方面，芯片級光互連技術主要分為硅光、VCSEL和Micro-LED三大方向。硅光技術因集成度高，外置激光源適配中短距應用，有望成為主流；VCSEL技術垂直出光，適用于短距應用；而Micro-LED技術則以高密度陣列為特點，適用于柜內(nèi)短距場景。

國際上，博通、英偉達等科技巨頭已率先推出CPO產(chǎn)品，并積極推進標準化進程。國內(nèi)則處于從研究向應用轉化的關鍵階段，曦智科技、奇點光子等企業(yè)紛紛布局CPO樣機研發(fā)，并制定了自主CPO標準。

然而，光互連技術的規(guī)模化應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括標準化、封裝工藝、器件性能、散熱以及仿真測試等方面。為此，白皮書提出了“三步走”推進計劃，旨在逐步實現(xiàn)NPO原型部署、CPO樣機驗證以及全光超節(jié)點方案試點，從而推動構建一貫式全光互連體系，助力智算基礎設施實現(xiàn)全面升級。