Ayar Labs 獲得 5 億美元融資以打破 AI 頻寬瓶頸

光學互連（Optical interconnect）先驅 Ayar Labs 已完成 5 億美元的 E 輪融資，推動其估值達到 37.5 億美元。此輪融資由 Neuberger Berman 領投，並獲得業界巨頭 NVIDIA 和 AMD 的支持，標誌著人工智慧基礎架構（Artificial intelligence infrastructure）的關鍵時刻。隨著資料中心對生成式 AI（Generative AI）的需求激增，基於銅線的電子互連之物理限制已成為效能擴展的主要制約因素。Ayar Labs 的資金挹注信號了整個產業正向矽光子（Silicon photonics）轉型，並將其視為下一代 AI 集群的事實標準。

這筆巨額投資將用於加速 Ayar Labs 光學 I/O（Optical I/O）解決方案的大規模量產、擴大測試產能，並在台灣新竹建立新的營運中心。隨著該公司開始支援主要半導體製造商路線圖中共同封裝光學（Co-packaged optics, CPO）的大規模部署，這項擴張至關重要。

電力牆與銅限制

數十年來，摩爾定律（Moore’s Law）透過增加電晶體密度來驅動運算效能。然而，在海量大型語言模型（Large Language Models, LLMs）和兆級參數 AI 的時代，瓶頸已從運算轉向連接。現代 AI 集群需要數千個 GPU 作為單一統一電腦運作，這需要在晶片之間實現極高的資料傳輸速率。

傳統的電子 I/O（Electrical I/O，依賴銅線傳輸資料）正撞上「物理牆」。隨著資料速率提高，電訊號會隨距離衰減，需要耗電的時鐘重整器（Re-timers）和訊號放大器。這種現象創造了「電力牆（Power wall）」，資料中心很大一部分的能源預算僅消耗在移動資料，而非處理資料。

Ayar Labs 透過以光取代電來應對這項根本挑戰。他們的技術實現了以光速進行晶片對晶片通訊，將頻寬與距離和功耗解耦。這種轉變不僅僅是增量改進，而是將 AI 效能擴展到當前硬體限制之外的架構必然性。

技術內幕：TeraPHY 與 SuperNova

Ayar Labs 平台的核心是兩項從根本上重新思考晶片互連的專利技術：**TeraPHY™ 光學 I/O 小晶片（Optical I/O chiplet）**以及 SuperNova™ 光源。

TeraPHY 是一種電子光學整合電路（Electronic-photonic integrated circuit, EPIC），作為運算晶片（如 GPU 或 CPU）與光纖之間的介面。TeraPHY 使用標準 CMOS 製程製造，可直接在處理器封裝內進行高密度整合。這種「封裝內（In-package）」方法直接從矽晶圓產生每秒數兆位元的頻寬，繞過與伺服器面板邊緣傳統可插拔光學元件相關的電損耗。

與之配套的是 SuperNova，這是一個遠端多波長光源。與雷射放置在發熱模組內部（降低可靠性）的傳統光學元件不同，Ayar Labs 將雷射源解耦。SuperNova 可以放置在伺服器機架中較涼爽且易於存取的部位，透過光纖遠端為多個 TeraPHY 小晶片供電。這種架構不僅改善了散熱管理，還實現了現場更換，這是超大規模雲端業者（Hyperscale data center operators）資料中心營運商的關鍵要求。

這種組合在效能指標上實現了戲劇性的飛躍：

• 頻寬密度： 較電子 I/O 提升高達 1000 倍。
• 能源效率： 與電子 SerDes 相比，功耗降低了 4 至 8 倍。
• 延遲： 實現了極低延遲，這對於維持分散式 AI 訓練工作負載的一致性（Coherency）至關重要。

競爭對手與新加入者的策略支持

E 輪融資投資者辛迪加的組成強調了光學 I/O 技術的普遍必要性。像 NVIDIA 和 AMD 這樣激烈的競爭對手在同一輪融資中達成一致的情況實屬罕見。他們的同時支持表明，光學互連不被視為單一公司的競爭差異化因素，而是整個半導體生態系統的基礎設施。

Neuberger Berman 領投此輪融資，新加入的投資者包括世芯電子（Alchip Technologies）、ARK Invest、Insight Partners、聯發科（MediaTek）、卡達投資局（QIA）、Sequoia Global Equities 和 1789 Capital。他們加入了英特爾資本（Intel Capital）、GlobalFoundries 和 Hewlett Packard Pathfinder 等現有支持者的行列。

**世芯電子（Alchip Technologies）和聯發科（MediaTek）**的加入尤為引人注目。作為客製化特殊應用積體電路（Application-Specific Integrated Circuit, ASIC）市場的領導者，他們的參與指出了一個日益增長的趨勢，即 Google、Meta 和 Amazon 等超大規模雲端業者正在設計將 Ayar Labs 光學 I/O 直接整合到其矽晶片中的客製化 AI 加速器。

比較分析：電子 vs. 光學 I/O

產業轉向光學解決方案是由具體的效能指標驅動的。下表對比了傳統電子互連與 Ayar Labs 光學 I/O 方法的能力。

表 1：互連技術的技術比較

通往大規模部署之路

憑藉 5 億美元的新資金，Ayar Labs 正從技術驗證轉向工業化規模擴張。新竹設施的建立使該公司處於全球半導體供應鏈的核心，毗鄰台積電（TSMC）和主要封裝廠。這種鄰近性對於協調 2.5D 和 3D 晶片封裝所需的複雜供應鏈至關重要。

該資金還支持圍繞 通用小晶片互連標準（Universal Chiplet Interconnect Express, UCIe） 發展的生態系統成熟。Ayar Labs 一直是開放標準的堅定倡導者，確保其光學小晶片可以與任何供應商的處理器無縫介接。這種互通性是「解耦運算（Disaggregated computing）」願景的關鍵，其中記憶體、運算和儲存被池化並透過光學連接，打破了伺服器機箱的僵化限制。

對於 AI 產業而言，其影響是深遠的。隨著模型擴展到 100 兆個參數，銅線的「連接稅」已變得難以承受。Ayar Labs 的成功籌資證實了 AI 基礎架構 的未來將建立在光之上，從而實現前所未有的規模和效率集群。光學資料中心時代已正式到來。