在刚刚结束的第二届InterConnect大会上，Lightmatter公司CEO Nick Harris发表了题为“The Future of AI Runs on Light”的主题演讲。作为全球光子计算领域的先行者，这家公司不仅展示了最新的硬件成果，还描绘了一条清晰的技术演进路线图：未来十年，光子学将如何从根本上改变AI计算的底层架构。从模型训练到推理部署，从近封装光学到光子中介层，从激光器到数据中心机架标准，所有信号都指向同一个结论——互联已成为AI性能的核心杠杆，而光，正是驱动AI走向下一个时代的唯一答案。

AI爆发背后的致命矛盾：算力与能源的鸿沟

AI进化的速度令人惊叹。Claude Opus 4.6已经能够连续运行16小时完成复杂任务，成功率达到了50%。更值得关注的是，AI任务的执行时长正以每7个月翻一番的速度持续增长。在进步的背后，是对算力近乎贪婪的需求。

但现实并不乐观：美国电力供应的翻倍周期大约需要25年，而AI算力的需求每年却增长2到3倍。这一巨大的落差意味着，单纯依靠增加电力供应来满足AI的胃口是行不通的。我们必须换一种思路——让每一度电都榨出更多的AI性能。

答案就藏在互联之中。

过去，我们习惯了通过提升单芯片性能来推动计算进步。但在AI时代，系统性能的瓶颈已经从计算单元转移到了连接计算单元的那条线上。无论是训练还是推理，数据在芯片之间的传输速度和效率，直接决定了整个系统的最终表现。

光子学：重新定义AI计算的三个阶段

现代AI工作负载已经清晰地分化为三个截然不同的阶段：训练、推理预填充（Prefill）和推理解码（Decode）。这三个阶段的计算特性完全不同，对互联系统的要求也截然不同。

- 训练和预填充属于计算密集型工作负载。GPU在这块表现出色，但需要极高的带宽来在芯片间传输海量数据。
- 解码属于内存密集型工作负载，对延迟和交互性极为敏感，网络拓扑的设计至关重要。

Lightmatter的Passage光子互联技术，能够同时加速这三个阶段，带来的性能提升相当可观：

- 训练：在一个576个GPU的集群中，使用32Tbps带宽的Passage光互联，相比传统铜缆架构，训练时间缩短了2.7倍。这意味着在同样的电力消耗下，AI模型的迭代速度可以从每季度一次提升到每月一次。

- 推理预填充：对于13万上下文窗口的典型工作负载，Passage能够将首字延迟（TTFT）降低3倍。这对于长文本处理、智能体（Agent）和代码生成这类应用来说，体验提升立竿见影。

- 推理解码：这是光子学优势最显著的领域。利用光子学可以构建铜缆无法实现的低跳数网络拓扑，比如Hyper-X。对于混合专家模型（MoE），解码阶段的交互性可以提升高达11倍。这直接意味着更高的并发用户数和更低的单用户成本。

值得强调的是，这些性能提升并非来自更先进的计算芯片，而是完全源于互联架构的革新。在电力供应受限的未来，这相当于让1吉瓦的电力发挥出3吉瓦甚至11吉瓦的效用。

铜缆的物理极限与光子学的绝对优势

为什么光子学能带来如此巨大的飞跃？答案藏在最基础的物理定律里。

① 传输距离：从1米到500米

传统的铜缆高速互联，有效传输距离仅为1米左右。这意味着传统的“Scale-Up”（纵向扩展）域被严格限制在单个机架内。而光子学的传输距离可以轻松达到500米，覆盖整个数据中心的一行机柜。

这500倍的距离提升，彻底打破了Scale-Up和Scale-Out（横向扩展）的界限。我们现在可以构建一个包含16个机架、1024个XPU的单一Scale-Up域。对程序员来说，这一整行机柜就像一块巨大的单一芯片，编程模型极其简单，性能却得到了数量级的提升。

② 带宽：从0.2T到10T

带宽方面，光子学的优势同样是碾压性的。目前最先进的电SerDes，单根铜线的传输速率约为200Gbps。而在单根同样粗细的光纤中，利用O波段的DWDM（密集波分复用）技术，可以轻松容纳60到70个波长通道，总带宽超过10Tbps。这是30倍以上的带宽密度差距。

③ BiDi技术：线缆减半，成本骤降

光子学还有一个铜缆无法比拟的优势：双向传输（BiDi）。通过在同一根光纤中使用不同的波长分别进行发送和接收，我们可以将所需的光纤数量减少一半。

这个看似简单的技术，在数据中心规模下会带来惊人的经济效益。以典型的512 GPU集群为例，采用BiDi技术可以节省150英里的光纤，减少2万个连接器和故障点，总体网络开支降低约16%。在全球光纤供应日益紧张的今天，BiDi已经成为AI数据中心的必选项。

④ OCI MSA：光子学终于掌握了自己的命运

长期以来，光子学一直被视为电SerDes的“附属品”。整个互联技术的路线图，都是由电SerDes的发展节奏来定义的——56G、112G、224G、448G。这极大地限制了光子学潜力的发挥。

2026年3月在OFC上宣布的OCI MSA（Open Compute Interconnect Multi-Source Agreement）彻底改变了这一局面。该标准由Broadcom、AMD、Nvidia等行业巨头联合发起，首次将电SerDes的路线图与光子学的路线图解耦，明确了DWDM和BiDi作为未来光互联的核心技术方向。

而Lightmatter早在4年前就已经开始研发DWDM和BiDi技术，如今已经走在了整个行业的最前沿。

Lightmatter的硬核产品矩阵：从验证平台到量产芯片

在本次大会上，Lightmatter展示了三款创纪录的DWDM和BiDi参考平台，以及面向量产的完整产品矩阵。

Passage EVK系列：创纪录的光链路平台

- Passage EVK50：单根光纤支持16个波长（8发8收），单方向速率400Gbps，双向总速率800Gbps。这已经达到了OCI Gen 2的性能水平，是全球首个被演示的OCI类型链路。
- Passage EVK100：与高通合作开发，采用高通优化的112G PAM4 SerDes，将单光纤双向速率提升到了1600Gbps，相当于OCI Gen 3的水平。这意味着，一根光纤就能承载1600个家庭的互联网带宽。

Passage M1000：全球首个光子中介层

Passage M1000是世界上第一个商用光子中介层（Photonic Interposer）。

- 芯片面积达4000平方毫米
- 支持32颗TSMC芯片的3D堆叠
- 提供高达114Tbps的IO带宽
- 支持1.8W/mm²的功率密度，可承载千瓦级芯片的供电

M1000的出现，彻底打破了芯片“海岸线”（Shoreline）与计算能力之间的权衡。它将光互联直接带入了芯片封装内部，是未来十年计算架构演进的终极方向。

可维护性突破：eCLICK与vCLICK

CPO（共封装光学）最大的落地障碍之一就是可维护性。如果光纤被永久固定在昂贵的GPU或交换机芯片上，一旦光纤损坏，整颗价值数万美元的芯片就会报废。

为此，Lightmatter开发了两项革命性的可插拔光纤技术：eCLICK和vCLICK。这两项技术允许用户在现场轻松地插拔连接到CPO芯片或光子中介层的光纤，彻底解决了CPO的服务性难题。目前，这两项技术已经在Passage M1000上成功验证。

L20：首款量产BiDi NPO光学引擎

面向即将到来的大规模商用，Lightmatter推出了其首款量产产品Passage L20，这是全球首款采用BiDi技术的近封装光学（NPO）引擎。

- 符合OCI Gen 1 MSA标准
- 单方向带宽6.4Tbps，双向总带宽12.8Tbps
- 采用224G SerDes，兼容现有所有交换机和GPU芯片
- 功耗仅30W，能效比达4.6pJ/bit

L20将提供三种形态：板载芯片（NPO）、夹层卡（CPX）和巨型可插拔模块（XPO），以满足不同客户的部署需求。

Guide DR：为CPO时代重新定义激光器

如果说光子网络是AI的血管，那么激光器就是驱动血液流动的心脏。Lightmatter认为，激光器之于光子网络，就如同电池之于电动汽车，是决定系统成本、密度和可靠性的核心组件。

目前，行业普遍采用ELSFP（外部激光源可插拔模块）来为CPO系统提供光源。但随着交换机带宽从100Tbps向800Tbps演进，所需的ELSFP数量将从16个激增到128个，这在物理上是不可行的。

为此，Lightmatter在本次大会上正式发布了Guide DR，一款专为CPO时代设计的革命性激光器平台。

- 全新的LNIC（Laser Network Interface Card）形态，安装在OCP MGX机架的托盘内部
- 单模块提供64路光纤输出，每路200mW光功率
- 可支持51Tbps的224G IO
- 一个Guide DR即可替代8个传统ELSFP模块
- 对于100Tbps交换机，仅需2个Guide DR
- 将200Tbps交换机的激光器占用空间从4RU压缩到1RU

Guide DR将于2026年底开始送样，2027年正式量产。它不仅将为Lightmatter自己的L20光学引擎提供光源，还将作为独立产品销售给所有交换机和GPU厂商。

VLSP：超大规模光子学的未来

Guide DR只是一个开始。Lightmatter提出了VLSP（Very Large Scale Photonics，超大规模光子学）的长期愿景。

未来的激光器将不再是一个个分立的二极管，而是集成了上百个激光器的单片芯片。Lightmatter的VLSP平台将实现：

- 单芯片集成100个以上的激光器
- 波长漂移控制在4GHz以内（当前为40GHz）
- 功率波动控制在0.2dB以内
- 内置光路交换，支持自动自愈修复：当某个激光器发生故障时，系统会自动检测并路由到备用激光器，无需人工干预

这将为未来的DWDM光互联提供前所未有的稳定性和可扩展性。

生态与标准：共建CPO的未来

一项伟大的技术要想成功，离不开完整的生态系统。Lightmatter已经与行业内几乎所有的顶尖公司建立了深度合作：

- 与Cadence和Synopsys合作，开发针对TSMC CoWoS工艺的定制SerDes
- 与GUC和高通合作，开发先进的光电集成技术
- 与戴尔、Celestica、QCT、富士康等ODM合作，设计CPO时代的服务器和机架
- 与康宁合作，优化光纤和连接器解决方案

在本次大会上，Lightmatter联合其合作伙伴，正式向OCP提交了第一版CPO机架标准，定义了未来CPO交换机托盘、计算托盘和布线的规范。这是CPO技术从实验室走向大规模商用的最后一块拼图。

结语：通往ASI的道路，由光指引

从NPO到CPO，再到光子中介层，Lightmatter为我们清晰地展示了未来十年光子学在硅基计算中的演进路线。这条路线图，将为AI带来3到11倍的性能提升，有效缓解了算力需求与电力供应之间的尖锐矛盾。

对Lightmatter来说，光子互联只是第一步。他们的终极目标，是构建全新的光子计算机。去年，Lightmatter在《自然》杂志上发表了世界上第一台光子计算机的研究成果，并成功复现了10年前DeepMind在Atari游戏上的突破。如今，这台光子计算机已经与Passage M1000一起，被永久收藏于计算机历史博物馆。

正如Lightmatter CEO Nicholas Harris在演讲最后所说的那句话：“通往人工通用智能（ASI）的道路，将由光来指引。”