Cignal AI的数据中心光组件初创公司信息汇总

原始网页链接：https://cignal.ai/2024/10/optical-component-startup-tracker/

(篇幅比较长，机翻味很足，感兴趣的去看原文)

以下是对每个公司的描述和简要分析：

◆Aloe Semiconductor：双偏PAM4硅光技术

Aloe Semiconductor公司（https://aloesemi.com/）的价值主张基于通过偏振复用来加倍PAM4光学的带宽。该公司部分由前Acacia硅光子工程师创立，他拥有成功的历史和对光互联业务的理解的。通过双偏IM-DD用来实现带宽加倍，而不需要在任何单一信号路径上加倍波特率，比如他们的产品就有112Gbd 的双偏硅光PIC实现400G SP-PAM4/lane。

Aloe试图在数据中心（PAM4）光学中增加偏振技术，这是以前从未使用过的。随着PAM4数据中心光学的数据传输速度从200Gbps/lane（用于1.6Tbps光学）向更高速度发展，可以覆盖的距离将大大减少。400Gbps/lane PAM4光学将难以达到许多数据中心应用所需的2km最小距离。通过将数据传输带宽加倍到400Gbps/lane，同时保持波特率在200Gbps/lane，双偏有机会将PAM4光学的使用寿命延长到未来几代。

与所有新的非标技术一样，Aloe面临着将其技术纳入与大规模量产的单偏器件的艰难战斗。然而，光组件供应商迫切寻找继续向数据中心运营商销售PAM4光学的途径，Aloe提供了一个潜在的选项——至少对于一代而言。Aloe在ECOC24上与Eoptolink进行了演示，这表明至少有一个主要制造商愿意评估其技术。

◆AttoTude：

Infinera创始人Dave Welch和企业家/大学教授Joy Laskar的最新创业公司，承诺降低数据中心内部网络的成本和功耗。细节尚未公开。Welch博士在Infinera是子载波复用技术的大佬，Laskar博士之前的创业公司与毫米波无线技术合作，这表明公司正在研究与数据中心内部连接相关的模拟电气互联技术。

◆Avicena：基于LED阵列的CPO

Avicena（https://avicena.tech/）解决的是威胁到AI节点增长的光互联功耗瓶颈问题。Avicena提议放弃收发器，转而使用更小的LED，这些LED用于短距离（最多10m）互联，功耗更低。该公司已公开介绍其技术，包括在最近的OCP会议上。

数据中心内部的功耗是一个巨大且日益严重的问题，随着AI节点变得越来越大，情况更是如此。随着数据中心的功耗限制，分配给光互联的功耗就不能用于计算。像LPO和CPO这样的解决方案正在努力解决传统（2km至10km）数据中心光学的功耗问题，而几米长的非常短距离连接仍然使用低功耗的铜连接。然而，随着芯片间速度的增加，铜将耗尽带宽。Avicena看到了一种新型低功耗光连接——大规模并行、基于LED的CPO光互连——的机会。

在Avicena互联中，GaN LED阵列被耦合到光纤束中，与基板垂直连接。LED的低功耗是它的最大噱头，但运行速度较低，运行距离比激光器短。通过LED网格，Avicena可以以更低的速度运行每个LED，实现高聚合互联速度。这样做需要一个芯片来完成Gearbox（这增加了功耗和空间需求），但Avicena声称整体链路将比替代方案更低功耗。

Avicena面临的挑战与任何新技术在尝试进入AI节点时面临的挑战相同：设计与构建的进展太快，只要现有方法能够奏效，就不会考虑新方法。这里存在一个先有鸡还是先有蛋的问题。大型制造商不想冒险使用未经证实且非标的技术，但技术在没有冒险大规模应用之前无法得到证实。Avicena有一组在光学领域有着强大业绩的高管，所以如果有人能找到让技术被接受的方法，可能就是这个团队。但Avicena的成功取决于历史上很少冒险采取战略技术风险的公司。

◆Ayar Labs：OIO

Ayar的第一个产品，TeraPHY芯片，通过八个256Gbps硅光子引擎集成了2Tbps的带宽，其封装设计用于与交换机、GPU或其他处理器并排集成。与铜或可插拔光学解决方案相比，OIO光引擎的承诺是更低的功耗、更低的延迟以及在更高速度下更好的性能——这就是为什么有许多公司在研究这个空间的解决方案。

像CPO和LPO这样的解决方案也针对这个应用，但Ayar（和其他人）的解决方案旨在将光学直接集成到处理器基板/MCM上，更针对AI节点内部连接，而不是节点间连接。

Ayar还开发了一个名为SuperNova的多波长光源。SuperNova可以为16个端口（或两个TeraPHY芯片）提供16个波长。Ayar一直小心翼翼地遵守尽可能多的现有标准（例如CW-WDM和UCIe规范），以最小化进入障碍。Ayar比许多其他初创公司更进一步，有一个定义的产品，有公开的数据表和一些关键投资者（包括Nvidia）。然而，Ayar将面临与其他公司相同的问题——除非大型制造商决定冒险使用这项技术，否则它将在大规模上未经证实。随着AI硬件的开发和部署速度，没有人愿意在真正需要之前花时间证明一项新技术。从长远来看，AI构建的功耗和带宽需求将需要像Ayar这样的创新解决方案，但短期内，采用将面临挑战。

◆Celero Communications

Celero Communications是由前Marvell/Inphi/Clariphy相干DSP负责人Nariman Yousefi创立的隐身初创公司。目前尚无信息可用，但可以推测，鉴于某些应用中对低功耗相干技术的需求，低功耗相干DSP可能是其关注重点。

◆Drut：MEMS OCS助力数据中心资源池化

Drut正在开发一个平台，以实现AI节点资源的虚拟解耦。这包括一个全面的软件栈以及PCIe接口卡和基于MEMS的OCS。这种组合允许内存和存储等资源进行池化，并根据需要动态共享。

Drut的硬件（目前是32×32端口，扩展到384×384端口OCS），由其先进的协调软件启用，直接针对该市场，特别是对于可以从资源池和动态分配中受益的较小AI部署。

◆ Dust Photonics：硅光PIC

DustPhotonics公司（https://www.dustphotonics.com/）是一家以色列硅光子初创公司，正在构建高速、低功耗的PIC，用于数据中心互联。公司声称其低损耗技术用于耦合激光器到SiPho是一个优势。初始产品包括800G和1.6T DR PIC，用于可插拔光学或CPO应用，以及集成激光器的400G和800G PIC。

◆ Effect Photonics：100ZR DSP、pico-ITLA

Effect Photonics（https://effectphotonics.com/），总部位于埃因霍温，于2022年从Viasat购买了相干DSP资源，并旨在将其与ITLA技术相结合，以在光互联市场中竞争。特别是，Effect一直在讨论其100ZR DSP计划，以与Coherent的Steelerton DSP竞争，后者于2024年中期开始发货。

Effect的pico-ITLA（比nano-ITLA更小）是一种低功耗、可调谐的激光组件，可用于可插拔光学中以降低整体功耗。ITLA专门设计以满足相干传输的需求，并使用单片集成技术使其比竞争对手的解决方案更小。

Effect的100ZR DSP最初在Cignal AI的《2022年ECOC展会报告》中预期，但尚未面市。光通信行业通常希望至少有两个来源用于像DSP这样的关键部件，因此性能与Steelerton相当的Effect 100ZR DSP可能会收到市场上的欢迎。100ZR市场预计不足以支持像400ZR那样多的DSP供应商，但它应该可以支持两个。

◆ Hyperlight：400G TFLN调制器

Hyperlight（https://hyperlightcorp.com/）是哈佛大学的衍生公司，专注于薄膜铌酸锂（TFLN）调制器。Hyperlight在过去几年中一直是光通信贸易展览的常客，并在行业中大力推广TFLN。

TFLN的带宽能力远高于SiPho或InP。随着数据中心和相干光学的速度增加，各个通道的速度正在达到这些技术的极限。TFLN可以为200G/通道光学之外的道路提供一条前进的道路。对于下一代（1.6Tbps），当前技术足够，所以，尽管已经有使用TFLN的1.6Tbps模块演示，但TFLN真正的市场从3.2Gbps开始——在2028年之后的某个地方。

有多家公司正在致力于TFLN的商业化（日本的Sumitomo Osaka Cement、中国的Liobate等），但尚无公司建立商业业务，这让Hyperlight处于有利的竞争地位。

◆ iPronics：硅光异质集成OCS

iPhonics（https://ipronics.com/）是西班牙的一家硅光子初创公司，专注于数据中心的无损耗光电路开关（OCS）。

iPhonics使用带有集成SOA的硅光子基矩阵，克服SiPho损耗，提供无损耗开关。与MEMS、压电或其他技术相比，SOA意味着iPhonics开关不是完全透明的（SOA有波长要求和带宽限制），但好处是一个非常紧凑、非常低功耗、非常快速的开关矩阵，损耗为零。

iPhonics面临的挑战与所有其他接近数据中心市场的OCS供应商相同。目前，只有一个数据中心运营商（谷歌）使用OCS，该运营商正在构建自己的硬件。

(个人补充：其实他一开始是做可编程集成光的，叫做光FPGA，出过一些教学样机。OCS火了以后就快速跟上节奏，主要路径是氮化硅的热光开关矩阵，速度是ms级，号称用SOA把插损补偿掉)

◆ Lessengers：Direct optical bonding简化封装

Lessengers（https://www.lessengers.com/）是一家韩国初创公司，其创新是“直接光打线DOW”，这是一种在不使用有源耦合、透镜或空气间隙的情况下将有源器件（激光器、光电二极管）连接到光纤的方法。公司认为其技术在CPO/NPO以及光收发器中有应用。初始产品包括200G光引擎以及基于VCSEL的光收发器（800G 2xSR4和SR8，400G SR4和SR8，200G SR4），以及一些AOC。

数据通信光收发器市场拥挤且由拥有巨大制造能力的公司主导，因此Lessengers将需要一个合作伙伴来扩大其收发器业务。公司的目标更可能是说服一个主要制造商采用其直接光布线技术，这将面临与其他开发创新互连技术的公司相同的挑战——找到一个愿意在需求激增期间冒险采用新技术的人。

(个人补充：这个技术相比PWB的话就是纯靠视觉识别，拉一条聚合物光波导做连接，没有双光子直写的过程，更像是传统的电芯片打线。但他可以调节的维度也少，没法做精确的波导截面控制，所以产品都是面向SR的，但SR的封装本来也挺easy的吧。)

◆ Lightmatter：光计算光互连

Lightmatter（https://lightmatter.co/）正在设计其所谓的“光子计算平台”，包括通过光interposer互联的光芯片以及智能优化光和电处理的软件。目标是构建低功耗、高性能的AI机器学习，机架的带宽优于传统替代方案。

Lightmatter提供了非常精美的公司网页和互动图形，很有趣，但除此之外的细节很少。

◆ Lumiphase：BTO高速调制器

Lumiphase（https://www.lumiphase.com/）是一家源自IBM的瑞士初创公司，其价值主张基于其对BTO作为电光调制的了解。与TFLN类似，BTO具有高电光系数属性，使薄膜BTO适合于调制器和相移器。

BTO也能耐受非常高的温度，使其与标准CMOS和制造技术兼容(❔)。像TFLN一样，BTO希望利用当前调制技术的有限带宽和高功耗。Lumiphase不仅开发BTO技术，还构建了集成BTO调制器的集成光芯片。

Lumiphase的第一个产品——一个130GBaud双偏振IQ调制器，完全集成了无源元件、放大器、偏振复用器和光电探测器——计划在2025年下半年推出。该产品适用于800G相干可插拔（Gen120C）或800G LR，这可能使产品太晚，无法进入初始开发周期，它将不得不依赖第二代设计赢得以降低成本或功耗。Lumiphase提出的其他产品包括光开关和超过200GBaud（适用于1.6T相干）调制的路线图。

◆ Mixx

Mixx（https://mixxtech.io/）是一家早期隐身初创公司，其创始人来自Broadcom的硅光子小组。公司致力于“打破人工智能世界中的连通性障碍”，这基本上与所有光芯片初创公司的价值声明相同。凭借Broadcom背景和对SiPho的关注，可以推断Mixx将致力于与Ayar Labs、Nubis等公司类似的技术，以降低AI内部连通性的成本和功耗。

◆ Newphotonics：集成光均衡器的硅光LPO PIC

Newphotonics（https://newphotonics.com/）是一家以色列大学衍生公司，拥有多种基于PIC的目标产品，旨在改善数据中心内的光连通性。

Newphotonics的初始目标产品之一是其LPO光信号均衡器，这将允许在没有DSP的情况下在光域内优化信号。限制LPO采用的最大问题之一是，无法“清理”信号或获得信号完整性的反馈，光均衡可以帮助缓解这个问题。

Newphotonics列出的其他产品包括单片224Gbps SiPho/InP发射器PIC和CPO SiPho引擎。

◆ nEye Systems：硅光MEMS OCS

nEye Systems（无网站）是一家隐身初创公司，位于加利福尼亚州伯克利，致力于AI市场的硅芯片上的光开关。目前尚无更多信息。

(个人补充：这是MingC Wu开的初创公司，是用他独有的硅光波导MEMS技术来做片上OCS，切换速度是us级，但不见得有应用场景。插损是个大问题。用的是一个多层硅的定制化平台，工艺难度大，看他的专利为了解决偏振已经上三层硅了😅)

◆ Nubis Communications：CPO

Nubis（https://www.nubis-inc.com/）由贝尔实验室资深人士Peter Winzer创立，开发了一款低功耗光引擎芯片，专注于低功耗、高带宽光互联。与其他一些解决方案不同，该互连基于标准的PAM4信道，并且可以与（例如）基于PAM4的光模块互操作。

Nubis的发力点是机架互联（相比其他专注于GPU到GPU连接的解决方案），这就是为什么它的接口是基于标准的，并使用激光源，而不是LED。光引擎可以用于机架内或货架内应用，甚至在无线前传中，但公司将机架到机架视为一个更容易的切入点。初始产品是每个芯片16x112Gbps（1.6Tbps），可以部署在CPO应用中或作为可插拔光模块的组件。光模块路线可以为Nubis提供早期收入，同时CPO市场成熟，但16x100G预计不会成为1.6TbE模块的流行选项。Nubis可能会在其预期的下一代芯片中获得更多成功，该芯片以224Gbps运行，因为224G/lane市场刚开始发展。

◆ OpenLight：硅光异质集成PIC

OpenLight（https://openlightphotonics.com/）为希望在其半导体设计中获得硅光子组件的制造商提供PDK。与其独立开发SiPho IP，公司可以来到OpenLight，购买正确的PDK，并将其构建到他们的芯片、收发器等中。

OpenLight的传承源于初创公司Aurrion，该公司在2016年被Juniper Networks收购，作为发展其自己的内部光模块业务的一部分。2022年，OpenLight从Juniper分离出来，并开始市场推广自己的开放市场硅光子平台。

随着硅光子在低成本数据中心光学中变得越来越重要，最终成为CPO的一部分，OpenLight的机会也在增长，特别是对于那些没有资源开发自己的SiPho IP的公司。OpenLight还针对传统数据通信之外的应用，包括LiDAR和医疗保健。这些是较小的机会，但它们提供了多样化，同时等待潜在的数据中心收入。

◆ Oriole Networks

Oriole Networks（https://www.oriolenetworks.com/）是一家隐身的英国衍生公司，来自伦敦大学学院，专注于“减少AI数据中心的能源消耗”，这可以涵盖很多领域。公司声称正在开发一种技术，将使用光子技术以非常低的功耗连接AI集群中的所有GPU。

◆ Phanofi

Phanofi（https://phanofi.com/）是一家隐身初创公司，在丹麦工作，致力于相干光学的PIC设计。它似乎没有自己的DSP资源，而是专注于光前端，并与DSP供应商合作，目标是高速（例如1.6/3.2T）解决方案。

◆ Pilot Photonics：多波长光源

Pilot（https://www.pilotphotonics.com/），一家总部位于都柏林的初创公司，正在开发基于梳状激光器的PIC。除了通信之外，目标市场还包括光谱学、传感和计量。

梳状激光器产生多个中心频率，这些频率在波长网格上定期间隔。这种结构允许单个激光源为多个光引擎产生传输波长，从而消除了离散激光源，并导致成本和功耗降低。由于对单点故障、单个波长可调谐性和稳定性以及功率的担忧，梳状激光器尚未在电信领域广泛部署，除了一些WDM-PON应用。Pilot希望以其完全集成的、增益开关的梳状激光器PIC改变这一对话。初始产品包括单波长可调谐激光器、集成梳状激光器和实验室用梳状光源。

◆ POET Technologies：光Interposer、Flip chip bonding光引擎

POET（https://poet-technologies.com/）已经开发出一种光Interposer，该插层与标准制造技术集成，以简化在硅上集成光和电组件。有了POET技术，电器件仍然在硅晶圆上互联，但光器件通过SiON波导互联。目的是制造非常紧凑、完全集成的设备，将所有组件部分在晶圆级别而不是后来放置和互联。

目标应用包括低成本、高度集成的设备，用于数据通信光收发器，其中单个POET光引擎执行所有主要的收发器功能。这应该可以降低设备的成本，因为定位和组装所有组件部分的开销被消除了。

POET已经基于其技术开发了800G（2xFR4）的演示数据通信可插拔模块、400G-FR的传输芯片以及CPO或类似应用的集成光源。POET的挑战将是找到一个愿意冒险尝试一种新方法的主要制造商。当前方法可能效率低下，但它是经过验证的，并且可以每个季度生产数百万模块。

◆ Point2：低功耗SoC

Point2（https://point2tech.com/）正在为数据中心开发低功耗电气（AEC）SoC解决方案。因此，从技术上讲，它不是一家光子初创公司，但该公司正在解决与光子互连公司相同的问题（互连功耗）。

◆ Ranovus

Ranovus（https://ranovus.com/about/）是一家总部位于渥太华的初创公司，提供多波长量子点激光技术和硅光子PIC。

◆ Retym

Retym（https://www.retym.com/）是一家隐身的以色列技术公司，致力于开发oDSP。Retym继Banias Labs之后，后者被Alphawave于2022年以2.4亿美元收购。

◆ Scintil Photonics：基于Flip chip bonding异质集成

Scintil（https://www.scintil-photonics.com/）开发了一种多步工艺，将外延III-V器件与硅光子集成。该过程涉及在具有埋氧化层的晶圆上构建SiPho，将其翻转到另一个硅晶圆上，移除硅基底，将未处理的InP晶片键合到暴露的氧化层上，然后将InP晶片加工成器件。

硅不能用于制造激光器，所以SiPho开发中就是集成InP激光器和其他InP有源器件。这种硅和复杂半导体的结合从光互联开始就是制造复杂性和成本的来源。由于晶格结构不匹配，InP不能直接在硅上生长，这会导致InP中的应力和断裂。因此，像倒装焊键合这样的方法一直被使用。Scintil将其两次翻转工艺提升到了另一个水平。

Scintil基于其技术列出了两种产品：2x400G和2x800G FR4芯片，用于可插拔光学，以及一套用于CPO的光源。与其他致力于光芯片的初创公司一样，Scintil面临的最大运营障碍是当前的MOP，因为大型模块供应商不愿意在尽可能快地满足AI当前需求的同时采用新技术。

◆ Sicoya (Dawn)：硅光PIC及光电集成

Sicoya（https://sicoya.com/）是一家成立于2015年的德国硅光子公司。2020年，Sicoya被中国Dawn Semiconductor整合。因此，公司不再是一家初创公司，但它被包括在这个列表中，因为它与列表中的许多其他硅光子初创公司具有相同的技术和商业挑战。

◆ Skorpios Technologies：单片集成PIC

Skorpios（https://www.skorpiosinc.com/）是一家美国初创公司，开发了一种将其他材料制成的光组件直接集成到硅电路中的方法——特别是可以调制光的硅光子电路。公司通过在硅中挖掘恰到好处的坑，以便InP激光器芯片和其他光组件可以自动放入，无需人工干预。Skorpios的目标是数据中心和相干光学市场，其流程已经列出了各种数据中心模块和相干PIC正在生产中。

大多数竞争技术将激光器芯片放在电路表面，并且必须将光从激光器耦合到硅光子中。Skorpios的技术将激光器和其他设备直接与硅光波导对齐，光需要在这些导引线上。Skorpios的技术有几个优点，包括更好的光耦合和更好的硅附着以进行散热。Skorpios的技术也更少劳动力密集，因为整个过程是自动化的，公差相对宽松，可以在芯片上进行测试，并且结果芯片可以轻松集成到标准封装过程中。

Skorpios的最大竞争对手是当前的分立方案。典型的装配过程涉及购买与调制器（硅光子）和电芯片分开的激光器组件，并通过光纤或波导将各部分连接在一起。这个过程过去非常劳动力密集，但它已经变得更加自动化和便宜，特别是在低成本的亚洲劳动力市场。Skorpios的技术旨在通过在组件制造阶段之前将更多功能组合起来，从而简化流程。

公司没有制造规模成为一个独立的数据中心模块供应商，所以对于大规模的成功，一个模块或系统制造商必须冒险使用一个未经证实（大规模）的过程。

◆ Terasignal：LPO、LRO

Terasignal（https://terasignal.com/）由前Broadcom物理层产品业务部门的Armond Hairapetian博士创立，该部门负责100Gbps PAM4开发。公司开发了一种用于重定时器的主动电气反馈链路，可能实现LPO光学的主动调整。

数据中心的功耗正达到无法管理的水平，LPO承诺将光模块的功耗降低高达50%。有了LPO，可插拔光学中的DSP被低功耗重定时器取代，主机交换机硅中的SERDES DSP创建和解码信号。然而，LPO在数据中心的应用也是受限的。也许LPO最大的问题是，通过移除光链路发射侧的DSP，如果条件发生变化，链路可能会失去完整性，用户没有反馈遥测或方法来原位调整链路。

Terasignal的技术旨在通过在重定时器内部提供实时反馈回路来消除这一限制。TSLink重定时器（公司称之为“重新驱动器”）包括均衡器和数字采样器以及可以向交换机或GPU SERDES提供反馈以调整链路的分析器。

Terasignal有着令人印象深刻的背景，并且了解它试图解决的问题。800GbE的机会可能已经过去，但还会有一个较小的第二波800GbE重新设计机会和1.6T的更大机会。像所有其他以创新新技术为特色的初创公司一样，Terasignal面临的最大进入障碍是证明其可扩展到数百万部件，以及主要制造商是否愿意在新来者身上冒险开发路径。

◆ Xscape Photonics：基于微腔光频梳的可编程多波长光源

Xscape（https://www.xscapephotonics.com/）在2024年底从隐身模式中出现，并在OCP24上展示。它的创始人在梳状激光器和硅光子方面有经验。公司最初的产品是可编程梳状激光器（目前4-16个波长，最终将增长到多达128个波长），它的论点是，由于物理空间不足以容纳所有光学连接器，因此AI节点将需要DWDM。通过CPO等方式从AI芯片发出的多个DWDM波长，单个连接器和单根光纤可以传输数Tb的信息——就像在城域和长途网络中一样。

短期内，除了FR光学之外，预计AI节点对DWDM的需求不大。DWDM通常限制了处理器的半径，因为它将许多连接收集到单根光纤上，而非DWDM架构允许波长在任何方向上路由。有趣的可能是DWDM和OCS（另一种被提议用于数据中心的技术）的交叉点。而不是OCS，DWDM可以允许波长选择开关（WSS）来路由流量。像OCS一样，WSS仅在流量被良好定义且点对点时才有效，这需要运营商进行大量的额外设计工作。