5月6日,英偉達與百年材料巨頭康寧(Corning)宣佈達成一項多年期戰略合作:英偉達將向康寧投資最高27億美元並獲配認股權證;康寧則將在美國新建三座先進制造廠,將本土光學連接產能擴大十倍,專項服務超大規模 AI數據中心。
兩家公司在官方聲明中表示,現代 AI工作負載需要數千顆 GPU協同運算,這對高性能光纖、連接器和光子學組件提出了前所未有的規模需求。黃仁勛直言,與康寧的合作是在「用先進光學技術發明計算的未來」。消息公佈後,康寧股價一度暴漲超20%,CPO概念股也應聲上漲。
這並非英偉達今年首次在光學領域落子。就在兩個月前,英偉達剛分別向光學器件廠商 Lumentum和 Coherent各投資約20億美元。三筆投資相加,英偉達在光學產業鏈上的承諾金額已逼近70億美元。
一家晶片公司,為何要重金佈局光學賽道?而在眾多光學廠商中,康寧又憑什麼拿到最大的一張支票?答案需要從康寧的故事說起。
一家175年玻璃公司的「翻身仗」
康寧成立於1851年,比電話的發明還早25年。它最初是一家生產燈泡玻璃的小作坊,後來為愛迪生供貨、為天文台鑄造望遠鏡鏡面,發明了廣為人知的 Pyrex耐熱玻璃,又在2007年翻出塵封三十多年的實驗室配方,為喬布斯趕製出初代 iPhone所用的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)。
真正關鍵的一筆寫在1970年:康寧三位科學家成功拉制出世界上第一根損耗足夠低的光纖,首次證明光信號可以在玻璃中實現長距離、低衰減的信息傳輸。遺憾的是,當時缺乏匹配的應用場景,這項突破性發明在此後三十年裏幾乎無人問津。
2001年電信泡沫破裂,全球光纖需求一夜歸零,康寧股價從113美元暴跌至不足1美元,光纖業務連續虧損近二十年。期間,管理層多次被建議剝離光纖業務,但公司始終未鬆口,靠液晶面板和大猩猩玻璃業務艱難支撐。
轉機出現在2022年,隨着 ChatGPT引爆 AI浪潮,數據中心對高速互連的需求呈指數級增長,康寧的光纖業務迎來「第二春」。今年1月,康寧還與 Meta簽下價值60億美元的光纖大單,股價單日暴漲16%。
如今,康寧已是全球最大的光纖製造商,在光學玻璃材料和精密光學加工領域的工藝積累超過一個半世紀。但英偉達選擇與其深度綁定,目標遠不止「買光纖」這麼簡單。
「光進銅退」: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。
長期以來,數據中心內部 GPU機櫃之間的互連主要依賴銅質直連電纜。銅纜成本低、部署簡單,在早期速率要求不高的場景下完全夠用。但隨着信號速率一代代攀升,銅纜的傳輸瓶頸日益凸顯:高頻信號在銅線中傳輸時,會因趨膚效應、介質損耗和電磁干擾而快速衰減。
到了下一代速率標準(如224Gbps/lane),銅纜的有效傳輸距離可能連一米都難以維持。而在一個大型 AI訓練集群中,數千甚至上萬塊 GPU之間的物理連接距離遠超這個範圍,銅纜在物理層面已無法滿足需求。
光纖則遵循另一套物理規則:信號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超銅纜,功耗也顯著更低。康寧為 AI數據中心開發的高密度光纖方案,能在同一管道內容納過去兩倍以上的光纖,部署密度提升三倍。以 Meta在路易斯安那州的一個數據中心站點為例,僅一處就需要800萬英里光纖。在這種規模面前,銅纜已不是「夠不夠用」的問題,而是「物理上無法實現」。
長期關注並投資光子賽道的中科創星創始合伙人米磊在接受 DeepTech採訪時表示,這一趨勢可概括為「光進銅退」。他指出,這一進程最早從海底光纜替代海底電纜開始,隨後逐步從長距通信延伸至城域網、再到數據中心的 Scale-out互連;「下一步,就是數據中心內部板與板之間的連接;再往下,是 CPO(共封裝光學);最終目標,是實現光電混合集成,把光晶片與電晶片直接集成在同一封裝內。」
這其中的 CPO,恰恰是康寧手中握着的關鍵技術拼圖。
CPO:光學器件向晶片內部的「滲透」
當前數據中心的主流方案,是在交換晶片旁配置可插拔光模塊:晶片先以電信號將數據送至光模塊,再由光模塊完成電-光轉換,最後通過光纖輸出。這種架構的優勢在於靈活。光模塊損壞可單獨更換,不影響晶片本體。但問題同樣明顯:晶片到光模塊之間那段高速電氣走線本身就會消耗大量功耗與帶寬。
而黃仁勛反覆提及的「吉瓦級 AI工廠」,每一個都是由數十萬塊 GPU組成的單一計算實體,總功耗逼近十億瓦特。在這種量級下,省下的每一瓦電力,都意味着可觀的運營成本節約。
CPO(Co-Packaged Optics,共封裝光學)的思路,正是從物理層面「幹掉」那段高損耗的電氣走線:將激光器、調製器、光電探測器等光學引擎直接封裝到晶片基板上,讓電-光轉換發生在晶片內部,而非外部可插拔模塊中。
這一架構帶來多重優勢。首先是功耗大幅降低:省去晶片到光模塊之間的高速電氣傳輸路徑,相關信號驅動與均衡電路可簡化甚至取消;其次是帶寬密度提升:光學通道可更密集地排布在晶片周圍,不再受限於可插拔接口的物理尺寸;此外,信號路徑縮短、電-光轉換更靠近計算核心,也有助於降低整體延遲。
當然,CPO也帶來新的工程挑戰。核心難題在於:如何在一塊基板上同時集成高性能電晶片與精密光學器件?電晶片需要高密度電氣布線,光學器件則要求穩定的光路耦合與極低的熱膨脹係數。傳統有機基板在熱膨脹控制、表面平整度和布線精度上,均難以滿足這一嚴苛要求。
康寧深耕多年的玻璃工藝再次派上了用場。康寧正在推進以玻璃基板替代傳統有機基板的技術路線。玻璃材料在熱膨脹係數、表面平整度和布線精度上具有天然優勢,更關鍵的是,玻璃內部可直接刻蝕光波導。
讓同一塊基板同時充當晶片的「地基」與光信號的「通道」。儘管英特爾、三星也在佈局各自的玻璃基板項目,但在光學級玻璃的加工與精密成型領域,康寧一百七十餘年的工藝積累,構成了純半導體公司短期內難以逾越的壁壘。
此外,CPO還需解決光纖與晶片之間的耦合界面問題:如何讓光纖端面與晶片上的光波導實現微米級對準,並在長期運行中保持穩定?這涉及高精度光學連接器的設計與製造,同樣是康寧的強項。
回看英偉達的三筆投資,邏輯便清晰起來:Lumentum專注光源器件(如激光器),Coherent主攻光子集成晶片(如調製器、探測器),而康寧則掌握光纖、連接器與玻璃基板。「光的產生、處理與傳輸」三大關鍵環節,英偉達已全部落子。自身則居於系統架構定義者的位置,確保光學技術的演進方向與自家 GPU、交換晶片的路線圖緊密協同。
這或許還將直接重塑英偉達下一代晶片的設計邏輯。
當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,晶片團隊在規劃新一代 GPU或交換晶片時,便無需再為「信號衰減快、傳輸距離短」預留大量冗餘補償電路,從而能把更多電晶體與功耗預算傾注於計算核心與 AI加速單元上。
更重要的是,英偉達通過資本深度參與光學器件的底層定義,未來有望實現光引擎與晶片 I/O架構的同步疊代,讓下一代產品從設計之初就原生適配高密度光互連。長遠來看,這還可能推動「計算芯粒+光學玻璃基板」的異構封裝成為新標準,使光互連從外部配件徹底轉變為英偉達算力平台的核心底座。
圖| CPO技術概念示意圖(來源:康寧)
垂直整合的老劇本,光學賽道的新舞台
這套打法,對熟悉英偉達的觀察者而言並不陌生。過去十年,英偉達從一家 GPU晶片公司蛻變為 AI計算平台公司,依靠的不僅是硬件性能的領先,更是通過 CUDA編程模型構建起強大的軟件生態,使開發者的遷移成本高到難以承受。
如今,這一平台能力正向下延伸至光學物理層。不再簡單採購通用光學器件,而是深度參與上游核心技術的定義,讓整個光學互連生態圍繞英偉達的架構演進。
圖| CUDA生態系統(CUDA Ecosystem)(來源:英偉達)
華爾街分析師 Jay Goldberg的評價直指核心:英偉達已花數月時間在 AI供應鏈中識別存在短缺的關鍵環節,並通過投資提前綁定產能,本質是在卡位一到兩年後光學器件需求的大規模躍升。
米磊對此次投資的解讀更為務實。他認為,當前光學供應鏈正經歷十倍以上的需求激增,全球範圍內普遍缺貨。「英偉達投資的核心訴求,是鎖定稀缺產能與供應鏈安全。」他進一步指出,「在光學產業鏈的每一個環節,都可能出現供給瓶頸。英偉達選擇的標的,恰恰是產能最緊張、擴產需求最迫切的環節,比如激光器、光連接器等,即便產能擴張十倍,也未必能完全滿足未來需求。通過投資,英偉達不僅鎖定了優先供貨權,也推動了上游廠商加速擴產。」
當然,銅纜徹底退場可能還為時尚早。在機櫃內部短距離、低成本連接等場景下,銅纜憑藉成熟方案與成本優勢,仍有一定生存空間。但大方向已不可逆轉:隨着 AI集群規模從萬卡邁向十萬卡、功耗從百兆瓦走向吉瓦級,光學互連對銅纜的替代,已不是「是否發生」的問題,而是「以多快速度推進」的問題。
在英偉達完成光學賽道縱向整合的背景下,米磊認為,這也為國內相關企業帶來機遇。「無論是對應 Lumentum的源傑科技(專注 EML與 CW激光器),還是長飛光纖等光纖廠商,以及具備光學玻璃技術儲備的公司,都有機會受益於這一輪產能擴張。」
他強調,「在產能稀缺的窗口期,誰能穩定交付、誰能提供可靠產能,誰就能抓住機會。中國只要有技術積累、具備量產能力的企業,都有參與全球競爭的可能。」

















