175年玻璃老廠翻身，靠光纖拿下英偉達(dá)超級(jí)訂單

5 月 6 日，英偉達(dá)與百年材料巨頭康寧（Corning）宣布達(dá)成一項(xiàng)多年期戰(zhàn)略合作：英偉達(dá)將向康寧投資最高 27 億美元并獲配認(rèn)股權(quán)證；康寧則將在美國(guó)新建三座先進(jìn)制造廠，將本土光學(xué)連接產(chǎn)能擴(kuò)大十倍，專項(xiàng)服務(wù)超大規(guī)模 AI 數(shù)據(jù)中心。

兩家公司在官方聲明中表示，現(xiàn)代 AI 工作負(fù)載需要數(shù)千顆 GPU 協(xié)同運(yùn)算，這對(duì)高性能光纖、連接器和光子學(xué)組件提出了前所未有的規(guī)模需求。黃仁勛直言，與康寧的合作是在“用先進(jìn)光學(xué)技術(shù)發(fā)明計(jì)算的未來(lái)”。消息公布后，康寧股價(jià)一度暴漲超 20%，CPO 概念股也應(yīng)聲上漲。

這并非英偉達(dá)今年首次在光學(xué)領(lǐng)域落子。就在兩個(gè)月前，英偉達(dá)剛分別向光學(xué)器件廠商 Lumentum 和 Coherent 各投資約 20 億美元。三筆投資相加，英偉達(dá)在光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈上的承諾金額已逼近 70 億美元。

一家芯片公司，為何要重金布局光學(xué)賽道？而在眾多光學(xué)廠商中，康寧又憑什么拿到最大的一張支票？答案需要從康寧的故事說(shuō)起。

一家 175 年玻璃公司的“翻身仗”

康寧成立于 1851 年，比電話的發(fā)明還早 25 年。它最初是一家生產(chǎn)燈泡玻璃的小作坊，后來(lái)為愛(ài)迪生供貨、為天文臺(tái)鑄造望遠(yuǎn)鏡鏡面，發(fā)明了廣為人知的 Pyrex 耐熱玻璃，又在 2007 年翻出塵封三十多年的實(shí)驗(yàn)室配方，為喬布斯趕制出初代 iPhone 所用的大猩猩玻璃（Gorilla Glass）。

（來(lái)源：康寧）

真正關(guān)鍵的一筆寫在 1970 年：康寧三位科學(xué)家成功拉制出世界上第一根損耗足夠低的光纖，首次證明光信號(hào)可以在玻璃中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、低衰減的信息傳輸。遺憾的是，當(dāng)時(shí)缺乏匹配的應(yīng)用場(chǎng)景，這項(xiàng)突破性發(fā)明在此后三十年里幾乎無(wú)人問(wèn)津。

2001 年電信泡沫破裂，全球光纖需求一夜歸零，康寧股價(jià)從 113 美元暴跌至不足 1 美元，光纖業(yè)務(wù)連續(xù)虧損近二十年。期間，管理層多次被建議剝離光纖業(yè)務(wù)，但公司始終未松口，靠液晶面板和大猩猩玻璃業(yè)務(wù)艱難支撐。

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在 2022 年，隨著 ChatGPT 引爆 AI 浪潮，數(shù)據(jù)中心對(duì)高速互連的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，康寧的光纖業(yè)務(wù)迎來(lái)“第二春”。今年 1 月，康寧還與 Meta 簽下價(jià)值 60 億美元的光纖大單，股價(jià)單日暴漲 16%。

如今，康寧已是全球最大的光纖制造商，在光學(xué)玻璃材料和精密光學(xué)加工領(lǐng)域的工藝積累超過(guò)一個(gè)半世紀(jì)。但英偉達(dá)選擇與其深度綁定，目標(biāo)遠(yuǎn)不止“買光纖”這么簡(jiǎn)單。

“光進(jìn)銅退”：物理極限下的必然

選擇康寧最直接的原因，是銅纜正在撞上物理極限。

長(zhǎng)期以來(lái)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部 GPU 機(jī)柜之間的互連主要依賴銅質(zhì)直連電纜。銅纜成本低、部署簡(jiǎn)單，在早期速率要求不高的場(chǎng)景下完全夠用。但隨著信號(hào)速率一代代攀升，銅纜的傳輸瓶頸日益凸顯：高頻信號(hào)在銅線中傳輸時(shí)，會(huì)因趨膚效應(yīng)、介質(zhì)損耗和電磁干擾而快速衰減。

到了下一代速率標(biāo)準(zhǔn)（如 224Gbps/lane），銅纜的有效傳輸距離可能連一米都難以維持。而在一個(gè)大型 AI 訓(xùn)練集群中，數(shù)千甚至上萬(wàn)塊 GPU 之間的物理連接距離遠(yuǎn)超這個(gè)范圍，銅纜在物理層面已無(wú)法滿足需求。

光纖則遵循另一套物理規(guī)則：信號(hào)以光子形式在玻璃中傳播，幾乎不受電磁干擾，帶寬密度和傳輸距離遠(yuǎn)超銅纜，功耗也顯著更低。康寧為 AI 數(shù)據(jù)中心開發(fā)的高密度光纖方案，能在同一管道內(nèi)容納過(guò)去兩倍以上的光纖，部署密度提升三倍。以 Meta 在路易斯安那州的一個(gè)數(shù)據(jù)中心站點(diǎn)為例，僅一處就需要 800 萬(wàn)英里光纖。在這種規(guī)模面前，銅纜已不是“夠不夠用”的問(wèn)題，而是“物理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)”。

圖 | 光纜（來(lái)源：康寧）

長(zhǎng)期關(guān)注并投資光子賽道的中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊在接受 DeepTech 采訪時(shí)表示，這一趨勢(shì)可概括為“光進(jìn)銅退”。他指出，這一進(jìn)程最早從海底光纜替代海底電纜開始，隨后逐步從長(zhǎng)距通信延伸至城域網(wǎng)、再到數(shù)據(jù)中心的 Scale-out 互連；“下一步，就是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部板與板之間的連接；再往下，是 CPO（共封裝光學(xué)）；最終目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)光電混合集成，把光芯片與電芯片直接集成在同一封裝內(nèi)。”

這其中的 CPO，恰恰是康寧手中握著的關(guān)鍵技術(shù)拼圖。

CPO：光學(xué)器件向芯片內(nèi)部的“滲透”

當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的主流方案，是在交換芯片旁配置可插拔光模塊：芯片先以電信號(hào)將數(shù)據(jù)送至光模塊，再由光模塊完成電－光轉(zhuǎn)換，最后通過(guò)光纖輸出。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于靈活。光模塊損壞可單獨(dú)更換，不影響芯片本體。但問(wèn)題同樣明顯：芯片到光模塊之間那段高速電氣走線本身就會(huì)消耗大量功耗與帶寬。

而黃仁勛反復(fù)提及的“吉瓦級(jí) AI 工廠”，每一個(gè)都是由數(shù)十萬(wàn)塊 GPU 組成的單一計(jì)算實(shí)體，總功耗逼近十億瓦特。在這種量級(jí)下，省下的每一瓦電力，都意味著可觀的運(yùn)營(yíng)成本節(jié)約。

CPO（Co-Packaged Optics，共封裝光學(xué)）的思路，正是從物理層面“干掉”那段高損耗的電氣走線：將激光器、調(diào)制器、光電探測(cè)器等光學(xué)引擎直接封裝到芯片基板上，讓電－光轉(zhuǎn)換發(fā)生在芯片內(nèi)部，而非外部可插拔模塊中。

圖 | CPO 技術(shù)概念示意圖（來(lái)源：康寧）

這一架構(gòu)帶來(lái)多重優(yōu)勢(shì)。首先是功耗大幅降低：省去芯片到光模塊之間的高速電氣傳輸路徑，相關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)與均衡電路可簡(jiǎn)化甚至取消；其次是帶寬密度提升：光學(xué)通道可更密集地排布在芯片周圍，不再受限于可插拔接口的物理尺寸；此外，信號(hào)路徑縮短、電－光轉(zhuǎn)換更靠近計(jì)算核心，也有助于降低整體延遲。

當(dāng)然，CPO 也帶來(lái)新的工程挑戰(zhàn)。核心難題在于：如何在一塊基板上同時(shí)集成高性能電芯片與精密光學(xué)器件？電芯片需要高密度電氣布線，光學(xué)器件則要求穩(wěn)定的光路耦合與極低的熱膨脹系數(shù)。傳統(tǒng)有機(jī)基板在熱膨脹控制、表面平整度和布線精度上，均難以滿足這一嚴(yán)苛要求。

康寧深耕多年的玻璃工藝再次派上了用場(chǎng)。康寧正在推進(jìn)以玻璃基板替代傳統(tǒng)有機(jī)基板的技術(shù)路線。玻璃材料在熱膨脹系數(shù)、表面平整度和布線精度上具有天然優(yōu)勢(shì)，更關(guān)鍵的是，玻璃內(nèi)部可直接刻蝕光波導(dǎo)。

讓同一塊基板同時(shí)充當(dāng)芯片的“地基”與光信號(hào)的“通道”。盡管英特爾、三星也在布局各自的玻璃基板項(xiàng)目，但在光學(xué)級(jí)玻璃的加工與精密成型領(lǐng)域，康寧一百七十余年的工藝積累，構(gòu)成了純半導(dǎo)體公司短期內(nèi)難以逾越的壁壘。

此外，CPO 還需解決光纖與芯片之間的耦合界面問(wèn)題：如何讓光纖端面與芯片上的光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)對(duì)準(zhǔn)，并在長(zhǎng)期運(yùn)行中保持穩(wěn)定？這涉及高精度光學(xué)連接器的設(shè)計(jì)與制造，同樣是康寧的強(qiáng)項(xiàng)。

回看英偉達(dá)的三筆投資，邏輯便清晰起來(lái)：Lumentum 專注光源器件（如激光器），Coherent 主攻光子集成芯片（如調(diào)制器、探測(cè)器），而康寧則掌握光纖、連接器與玻璃基板。“光的產(chǎn)生、處理與傳輸”三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，英偉達(dá)已全部落子。自身則居于系統(tǒng)架構(gòu)定義者的位置，確保光學(xué)技術(shù)的演進(jìn)方向與自家 GPU、交換芯片的路線圖緊密協(xié)同。

這或許還將直接重塑英偉達(dá)下一代芯片的設(shè)計(jì)邏輯。

當(dāng)光纖互連打破銅纜在帶寬、功耗與傳輸距離上的物理天花板，芯片團(tuán)隊(duì)在規(guī)劃新一代 GPU 或交換芯片時(shí)，便無(wú)需再為“信號(hào)衰減快、傳輸距離短”預(yù)留大量冗余補(bǔ)償電路，從而能把更多晶體管與功耗預(yù)算傾注于計(jì)算核心與 AI 加速單元上。

更重要的是，英偉達(dá)通過(guò)資本深度參與光學(xué)器件的底層定義，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)光引擎與芯片 I/O 架構(gòu)的同步迭代，讓下一代產(chǎn)品從設(shè)計(jì)之初就原生適配高密度光互連。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這還可能推動(dòng)“計(jì)算芯粒+光學(xué)玻璃基板”的異構(gòu)封裝成為新標(biāo)準(zhǔn)，使光互連從外部配件徹底轉(zhuǎn)變?yōu)橛ミ_(dá)算力平臺(tái)的核心底座。

垂直整合的老劇本，光學(xué)賽道的新舞臺(tái)

這套打法，對(duì)熟悉英偉達(dá)的觀察者而言并不陌生。過(guò)去十年，英偉達(dá)從一家 GPU 芯片公司蛻變?yōu)?AI 計(jì)算平臺(tái)公司，依靠的不僅是硬件性能的領(lǐng)先，更是通過(guò) CUDA 編程模型構(gòu)建起強(qiáng)大的軟件生態(tài)，使開發(fā)者的遷移成本高到難以承受。

如今，這一平臺(tái)能力正向下延伸至光學(xué)物理層。不再簡(jiǎn)單采購(gòu)?fù)ㄓ霉鈱W(xué)器件，而是深度參與上游核心技術(shù)的定義，讓整個(gè)光學(xué)互連生態(tài)圍繞英偉達(dá)的架構(gòu)演進(jìn)。

圖 | CUDA 生態(tài)系統(tǒng)（CUDA Ecosystem）（來(lái)源：英偉達(dá)）

華爾街分析師 Jay Goldberg 的評(píng)價(jià)直指核心：英偉達(dá)已花數(shù)月時(shí)間在 AI 供應(yīng)鏈中識(shí)別存在短缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并通過(guò)投資提前綁定產(chǎn)能，本質(zhì)是在卡位一到兩年后光學(xué)器件需求的大規(guī)模躍升。

米磊對(duì)此次投資的解讀更為務(wù)實(shí)。他認(rèn)為，當(dāng)前光學(xué)供應(yīng)鏈正經(jīng)歷十倍以上的需求激增，全球范圍內(nèi)普遍缺貨。“英偉達(dá)投資的核心訴求，是鎖定稀缺產(chǎn)能與供應(yīng)鏈安全。”他進(jìn)一步指出，“在光學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都可能出現(xiàn)供給瓶頸。英偉達(dá)選擇的標(biāo)的，恰恰是產(chǎn)能最緊張、擴(kuò)產(chǎn)需求最迫切的環(huán)節(jié)，比如激光器、光連接器等，即便產(chǎn)能擴(kuò)張十倍，也未必能完全滿足未來(lái)需求。通過(guò)投資，英偉達(dá)不僅鎖定了優(yōu)先供貨權(quán)，也推動(dòng)了上游廠商加速擴(kuò)產(chǎn)。”

當(dāng)然，銅纜徹底退場(chǎng)可能還為時(shí)尚早。在機(jī)柜內(nèi)部短距離、低成本連接等場(chǎng)景下，銅纜憑借成熟方案與成本優(yōu)勢(shì)，仍有一定生存空間。但大方向已不可逆轉(zhuǎn)：隨著 AI 集群規(guī)模從萬(wàn)卡邁向十萬(wàn)卡、功耗從百兆瓦走向吉瓦級(jí)，光學(xué)互連對(duì)銅纜的替代，已不是“是否發(fā)生”的問(wèn)題，而是“以多快速度推進(jìn)”的問(wèn)題。

在英偉達(dá)完成光學(xué)賽道縱向整合的背景下，米磊認(rèn)為，這也為國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)帶來(lái)機(jī)遇。“無(wú)論是對(duì)應(yīng) Lumentum 的源杰科技（專注 EML 與 CW 激光器），還是長(zhǎng)飛光纖等光纖廠商，以及具備光學(xué)玻璃技術(shù)儲(chǔ)備的公司，都有機(jī)會(huì)受益于這一輪產(chǎn)能擴(kuò)張。”

他強(qiáng)調(diào)，“在產(chǎn)能稀缺的窗口期，誰(shuí)能穩(wěn)定交付、誰(shuí)能提供可靠產(chǎn)能，誰(shuí)就能抓住機(jī)會(huì)。中國(guó)只要有技術(shù)積累、具備量產(chǎn)能力的企業(yè)，都有參與全球競(jìng)爭(zhēng)的可能。”

1.https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-and-corning-announce-long-term-partnership-to-strengthen-us-manufacturing-for-ai-infrastructure

2.https://www.morningstar.com/news/marketwatch/20260506185/nvidias-new-deal-with-corning-validates-one-of-the-hottest-ai-trends-out-there

3.https://www.morningstar.com/news/marketwatch/20260506185/nvidias-new-deal-with-corning-validates-one-of-the-hottest-ai-trends-out-there

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成