Ayar Labs是美國硅光子廠，包括人工智能芯片龍頭英偉達(dá)、AMD和英特爾等都是其投資者。

聯(lián)發(fā)科近日透過子公司Digimoc Holdings Limited 斥資約9,000 萬美元（約新臺(tái)幣28 億元），取得美國硅光子廠Ayar Labs 特別股，持股比重約2.4%。聯(lián)發(fā)科代Digimoc Holdings Limited 公告，以每股52.24 美元，取得Ayar Labs特別股172萬2,759股，交易總金額約9,000萬美元，持股比重約2.4%。

Ayar Labs 是美國硅光子廠，包括人工智能（AI）芯片龍頭英偉達(dá)（NVIDIA）、AMD和英特爾（Intel）等都是其投資者。

美國硅光子獨(dú)角獸的兩大武器

“過去50年來，半導(dǎo)體發(fā)展像是在隧道中行走，明確遵循摩爾定律的路徑前進(jìn)??但現(xiàn)在我們已經(jīng)走到隧道出口，準(zhǔn)備迎接隧道外存在的更多可能性?！边@是前臺(tái)積電董事長劉德音在2023年SEMINCON TAIWAN上對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的預(yù)示。

劉德音究竟在預(yù)示什么？不妨想象一下，走出隧道，迎面而來的是一片光明，也就是現(xiàn)在最熱門的“硅光子”（Silicon Photonics）。

生成式AI問世后，芯片要處理的數(shù)據(jù)量陡然增加，電子傳輸面臨速度瓶頸與高熱耗等物理限制，硅光子以光信號(hào)取代電子，具備高速、低延遲、低功耗等優(yōu)勢，然而硅本身難以發(fā)光，要將光子元件與電子元件整合在一個(gè)芯片上有不少技術(shù)困難，成為當(dāng)前量產(chǎn)的挑戰(zhàn)。

美國硅光子獨(dú)角獸Ayar Labs，罕見獲得3大巨頭NVIDIA、AMD和Intel同時(shí)投資，就連臺(tái)積電的子公司也赫然在投資名單上。Ayar Labs在2025年正式于中國臺(tái)灣新竹設(shè)立辦公室，開啟與臺(tái)積電、日月光等半導(dǎo)體廠商更深入的合作，力求解決硅光子的技術(shù)挑戰(zhàn)。

Ayar Labs共同創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長Mark Wade在《創(chuàng)業(yè)小聚》專訪中，提到了Ayar Labs的技術(shù)秘密、對(duì)中國臺(tái)灣市場的布局策略，以及為何能在10年前，就預(yù)見硅光子的崛起。

“硅芯片的物理極限遲早會(huì)到！”Ayar Labs如何預(yù)見硅光子的崛起？

“我一直都知道芯片遲早有一天會(huì)碰到物理極限，沒想到是AI推了一把。”Mark Wade笑著坦白，2015年公司成立之初，根本沒想過硅光子技術(shù)會(huì)不會(huì)成真，也不知道自己在做的事情是否有實(shí)現(xiàn)的一天，只是單純想解決高效能運(yùn)算（HPC）中數(shù)據(jù)傳輸極限的問題。

Ayar Labs的起點(diǎn)是2011年一組由麻省理工學(xué)院、加州柏克萊大學(xué)和科羅拉多大學(xué)所組成的研究團(tuán)隊(duì)，他們的研究目標(biāo)很單純：當(dāng)芯片運(yùn)算達(dá)到極限之后，該怎么突破？他們發(fā)現(xiàn)：雖然運(yùn)算能力持續(xù)快速擴(kuò)展，但電子通信的連接性、存儲(chǔ)器頻寬的擴(kuò)展速度卻無法跟上，要突破電子通信的物理限制，就是需要“光”。

光學(xué)傳輸并不是新概念，現(xiàn)在常見的光纖網(wǎng)路就是以光作為傳輸媒介，然而要把光放進(jìn)芯片中就存在不少挑戰(zhàn)。 “硅光子芯片”的想法從20世紀(jì)90年代末期被提出后，至今都還在技術(shù)突破的路上，而Ayar Labs對(duì)科研能力深具信心，為了加速技術(shù)實(shí)踐，團(tuán)隊(duì)走上創(chuàng)業(yè)這條路，并搬到新創(chuàng)重鎮(zhèn)舊金山。

盡管硅谷的崛起是因?yàn)楣栊酒雽?dǎo)體，在2010年代，這類硬件制造的深科技（Deep Tech）創(chuàng)業(yè)卻不是那么吃香。創(chuàng)業(yè)頭三年，Ayar Labs被上百個(gè)投資人拒絕過，Mark Wade和團(tuán)隊(duì)也曾思考，繼續(xù)堅(jiān)持到底有沒有價(jià)值，但是打從在研究室開始，他們一直深信物理極限是必須面對(duì)的一道墻，“我們對(duì)自己在做的事情，有很強(qiáng)烈的信仰?！盡ark Wade說。

沙丘路、舊金山、半島地區(qū)、帕羅奧圖、山景城，早上9點(diǎn)到傍晚5點(diǎn)，Mark Wade穿梭于這些地方不斷找投資人，5點(diǎn)過后到半夜，則是屬于團(tuán)隊(duì)的“芯片時(shí)光”，日以繼夜、夜以繼日，“那是一段印象深刻又難以置信的時(shí)光，回想起來也不知道自己當(dāng)初怎么辦到的，我們甚至為了讓投資人聽懂我們的想法，還刻意不在簡報(bào)上提到硅光子這個(gè)詞，”Mark Wade笑著說，“現(xiàn)在這當(dāng)然是buzzword（熱門用語），但在當(dāng)時(shí)有點(diǎn)太劃時(shí)代了。”

Ayar Labs 硅光子技術(shù)的兩大武器：光學(xué)芯片和激光模組

Ayar Labs的硅光子芯片，指的是整合了光學(xué)元件和先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的“光學(xué)芯片”（optical chiplet），負(fù)責(zé)芯片之間光子信號(hào)的傳輸，而另一個(gè)產(chǎn)品則是“激光模組”，負(fù)責(zé)發(fā)出光信號(hào)，兩者相輔相成。

簡單來說，過去芯片和芯片之間的傳輸依賴銅線傳輸電子信號(hào)。但是隨著傳輸數(shù)據(jù)量越來越大，銅線的傳輸效率已經(jīng)無法負(fù)荷，而且還會(huì)產(chǎn)生熱能導(dǎo)致電子信號(hào)丟失，因此才需要轉(zhuǎn)用更快、更低功耗的光子。

然而，以硅為原料的芯片本身并不會(huì)發(fā)光，Ayar Labs的“激光模組”便承擔(dān)了這個(gè)任務(wù)，下一步則是如何讓這些光信號(hào)在芯片之間順利傳輸，這就需要“光學(xué)芯片”的幫助。

Mark Wade解釋，這顆光學(xué)芯片本身是一塊硅芯片，上面布滿了光子元件，芯片一旁則密集整合了先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)的硅元件，例如晶體管和CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）等，和GPU、CPU等芯片相互運(yùn)作，而這顆光學(xué)小芯片將會(huì)放在GPU封裝、CPU封裝內(nèi)，有了光源以及光信號(hào)傳輸?shù)墓艿?，硅光子芯片就此誕生。

Ayar Labs的核心技術(shù)存在于“光學(xué)芯片”上。團(tuán)隊(duì)長期關(guān)注芯片與芯片（chip-to-chip）之間的光學(xué)連接技術(shù)，自行進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)元件、制程整合、光子電路設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)以及電光學(xué)架構(gòu)等工作，“所以我認(rèn)為在頻寬、能源效率、低延遲等方面，我們擁有目前其他公司都沒有的產(chǎn)品成熟度?！盡ark Wade說。

不過這當(dāng)中的最大挑戰(zhàn)在于量產(chǎn)制造和市場需求。芯片大廠如Intel、NVIDIA的規(guī)格、應(yīng)用需求，都會(huì)影響Ayar Labs的芯片設(shè)計(jì)。隨著AI爆發(fā)，Ayar Labs從2018年開始將產(chǎn)品應(yīng)用的重心放在AI領(lǐng)域，ChatGPT的出現(xiàn)更讓他們的硅光子高效能運(yùn)算解決方案受到市場矚目，陸續(xù)獲得格芯（Global Foundries）、Intel、NVIDIA的投資，Ayar Labs得以第一時(shí)間接觸市場需求。

另一方面，由于光學(xué)元件屬于化合物半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，芯片則屬于先進(jìn)制程半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，如何將兩個(gè)屬性完全不同的芯片順利整合、保持光信號(hào)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性，甚至在后續(xù)的封裝測試階段，也需要和所有供應(yīng)鏈保持緊密合作。

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