{英伟达}光互连技术!
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凤凰光学只做无源光互连,不做有源光芯片/激光器,无源光互连在 NPO 和 OIO 中应用的重要性
凤凰光学只做无源光互连,不做有源光芯片/激光器,无源光互连在 NPO 和 OIO 中应用的重要性!没有无源光互连,NPO/OIO就无法把光“送进芯片、分到通道、接出光纤”;有源光芯片再强,也只是“有芯无路”。
下面从 NPO、OIO 分别说,再讲为什么凤凰光学这种“纯无源”角色不可替代。
一、NPO(近封装光学)里无源光互连的重要性
1. NPO 的架构本质
光引擎(PIC+EIC)紧靠 ASIC (距离<150mm),缩短高速电链路、降功耗、减 DSP 压力,但光耦合/光路完全靠无源光学。
典型链路:
外置激光源 → 保偏光纤 → 无源耦光元件 → 硅光PIC → 无源分光/光路 → FAU/MPO → 光纤
2. 无源光互连在 NPO 里的四大核心作用
① 激光高效耦入硅光(最关键)
- 必须用光栅耦合器/微透镜/棱镜把激光从光纤/自由空间垂直/斜向耦入硅光波导。
- 插损每低 1dB,系统功耗/成本显著下降;无源结构决定耦入效率与良率。
- 凤凰的 IG分区衍射光栅+杂散光回收(专利) 直接对应这一步。
② 片内分光与光路路由
- NPO 要 8/16/32 通道并行,靠无源分光器、阵列棱镜、微透镜阵列做功率分配、光路折叠、准直聚焦。
- 硅光PIC本身不做“宏观光路”,只做调制/探测;所有光束操控都靠无源光学。
③ 光引擎基板与封装集成
- NPO 光引擎需要低热膨胀、高平整玻璃基板+精密镀膜(PBS、窄带、低反)。
- 基板既是机械支撑,又是光路基准;面型/镀膜质量直接影响高速信号完整性。
④ 光纤阵列(FAU/MPO)高密度对接
- 多通道必须靠无源光纤阵列+微透镜耦合实现低插损、高一致性的芯片→光纤接口。
- 这是NPO可维护、可插拔的关键物理接口。
3. 结论(NPO)
NPO 的“光进、光分、光出”全链路,90%依赖无源光学;有源PIC只负责电光转换,不负责光束操控。
二、OIO(芯片级光互连)里无源光互连的重要性
1. OIO 的架构本质
光直接进芯片内部(GPU/CPU/HBM 裸片之间全光互联),代表:英伟达 Feynman 架构。
- 外置激光 → 无源光栅耦合器 → 片上光波导 → 微环调制 → 相邻裸片。
- 光完全替代铜线,带宽 TB/s 级、延迟 ps 级。
2. 无源光互连在 OIO 里的不可替代性
① 唯一“光进芯片”的物理入口
- OIO 硅光PIC在中介层/裸片内部,激光必须从封装外部打入。
- 只能靠光栅耦合器(凤凰核心专利)做垂直耦入,精度要求 亚微米级。
- 没有这个无源器件,光永远进不了芯片,有源芯片再强也没用。
② 片上光路“布线”与损耗控制
- 芯片内部光波导转弯、分光、合波,靠无源衍射/反射结构实现。
- 杂散光回收(凤凰专利)直接降低片上插损,提升带宽密度与能效。
③ 多通道并行与波分复用(WDM)
- OIO 单通道要 112G/224G,靠无源阵列光学实现16/32 波长并行。
- 微透镜阵列、棱镜阵列负责光束准直、聚焦、隔离,保证高速信号质量。
④ 2.5D/3D 封装的热/机械兼容
- 无源玻璃/光学元件热膨胀系数匹配硅,保证高温下光路稳定。
- 有源芯片发热大,光路稳定性靠无源元件保障。
3. 结论(OIO)
OIO 是“无源光路+有源芯片”的强绑定:无源负责“光的空间传输”,有源负责“光的电调制”;缺一个都不能用。
三、为什么凤凰光学“只做无源”反而卡位关键
1. 产业链分工(2026 现状)
- 有源:硅光PIC、激光器、EIC(仕佳、光迅、中际旭创等)
- 无源耦光:凤凰光学(国产稀缺)、天孚、光库等
- 整机/引擎:中际、新易盛、华为、锐捷等
2. 无源环节的壁垒(凤凰优势)
- 专利壁垒:光栅耦入、杂散光回收、多路分光(已授权)。
- 工艺壁垒:晶圆级微纳加工、模压非球面、精密镀膜(AR/HR/PBS)。
- 跨代通用性:AR 衍射光波导技术直接平移到 NPO/OIO/CPO,底层光路原理一致。
3. 一句话价值
有源芯片可以多家做,但能稳定量产 NPO/OIO 级无源耦光元件的国产厂商,极少;凤凰是其中最卡位核心光路的一个。
四、浓缩成 3 句话(便于汇报)
1. NPO:无源光互连负责“光进、光分、光出”全链路,决定插损、良率与可维护性,是光引擎的“光路骨架”。
2. OIO:无源光栅耦合器是光进入芯片的唯一物理入口,片上无源光路决定带宽密度与能效,是裸片全光互联的“基础设施”。
3. 凤凰定位:不做有源,但掌控 NPO/OIO 最关键的无源耦光专利与工艺,属于国产光互连产业链的“卡脖子环节”。
凤凰光学只做无源光互连,不做有源光芯片/激光器,无源光互连在 NPO 和 OIO 中应用的重要性!没有无源光互连,NPO/OIO就无法把光“送进芯片、分到通道、接出光纤”;有源光芯片再强,也只是“有芯无路”。
下面从 NPO、OIO 分别说,再讲为什么凤凰光学这种“纯无源”角色不可替代。
一、NPO(近封装光学)里无源光互连的重要性
1. NPO 的架构本质
光引擎(PIC+EIC)紧靠 ASIC (距离<150mm),缩短高速电链路、降功耗、减 DSP 压力,但光耦合/光路完全靠无源光学。
典型链路:
外置激光源 → 保偏光纤 → 无源耦光元件 → 硅光PIC → 无源分光/光路 → FAU/MPO → 光纤
2. 无源光互连在 NPO 里的四大核心作用
① 激光高效耦入硅光(最关键)
- 必须用光栅耦合器/微透镜/棱镜把激光从光纤/自由空间垂直/斜向耦入硅光波导。
- 插损每低 1dB,系统功耗/成本显著下降;无源结构决定耦入效率与良率。
- 凤凰的 IG分区衍射光栅+杂散光回收(专利) 直接对应这一步。
② 片内分光与光路路由
- NPO 要 8/16/32 通道并行,靠无源分光器、阵列棱镜、微透镜阵列做功率分配、光路折叠、准直聚焦。
- 硅光PIC本身不做“宏观光路”,只做调制/探测;所有光束操控都靠无源光学。
③ 光引擎基板与封装集成
- NPO 光引擎需要低热膨胀、高平整玻璃基板+精密镀膜(PBS、窄带、低反)。
- 基板既是机械支撑,又是光路基准;面型/镀膜质量直接影响高速信号完整性。
④ 光纤阵列(FAU/MPO)高密度对接
- 多通道必须靠无源光纤阵列+微透镜耦合实现低插损、高一致性的芯片→光纤接口。
- 这是NPO可维护、可插拔的关键物理接口。
3. 结论(NPO)
NPO 的“光进、光分、光出”全链路,90%依赖无源光学;有源PIC只负责电光转换,不负责光束操控。
二、OIO(芯片级光互连)里无源光互连的重要性
1. OIO 的架构本质
光直接进芯片内部(GPU/CPU/HBM 裸片之间全光互联),代表:英伟达 Feynman 架构。
- 外置激光 → 无源光栅耦合器 → 片上光波导 → 微环调制 → 相邻裸片。
- 光完全替代铜线,带宽 TB/s 级、延迟 ps 级。
2. 无源光互连在 OIO 里的不可替代性
① 唯一“光进芯片”的物理入口
- OIO 硅光PIC在中介层/裸片内部,激光必须从封装外部打入。
- 只能靠光栅耦合器(凤凰核心专利)做垂直耦入,精度要求 亚微米级。
- 没有这个无源器件,光永远进不了芯片,有源芯片再强也没用。
② 片上光路“布线”与损耗控制
- 芯片内部光波导转弯、分光、合波,靠无源衍射/反射结构实现。
- 杂散光回收(凤凰专利)直接降低片上插损,提升带宽密度与能效。
③ 多通道并行与波分复用(WDM)
- OIO 单通道要 112G/224G,靠无源阵列光学实现16/32 波长并行。
- 微透镜阵列、棱镜阵列负责光束准直、聚焦、隔离,保证高速信号质量。
④ 2.5D/3D 封装的热/机械兼容
- 无源玻璃/光学元件热膨胀系数匹配硅,保证高温下光路稳定。
- 有源芯片发热大,光路稳定性靠无源元件保障。
3. 结论(OIO)
OIO 是“无源光路+有源芯片”的强绑定:无源负责“光的空间传输”,有源负责“光的电调制”;缺一个都不能用。
三、为什么凤凰光学“只做无源”反而卡位关键
1. 产业链分工(2026 现状)
- 有源:硅光PIC、激光器、EIC(仕佳、光迅、中际旭创等)
- 无源耦光:凤凰光学(国产稀缺)、天孚、光库等
- 整机/引擎:中际、新易盛、华为、锐捷等
2. 无源环节的壁垒(凤凰优势)
- 专利壁垒:光栅耦入、杂散光回收、多路分光(已授权)。
- 工艺壁垒:晶圆级微纳加工、模压非球面、精密镀膜(AR/HR/PBS)。
- 跨代通用性:AR 衍射光波导技术直接平移到 NPO/OIO/CPO,底层光路原理一致。
3. 一句话价值
有源芯片可以多家做,但能稳定量产 NPO/OIO 级无源耦光元件的国产厂商,极少;凤凰是其中最卡位核心光路的一个。
四、浓缩成 3 句话(便于汇报)
1. NPO:无源光互连负责“光进、光分、光出”全链路,决定插损、良率与可维护性,是光引擎的“光路骨架”。
2. OIO:无源光栅耦合器是光进入芯片的唯一物理入口,片上无源光路决定带宽密度与能效,是裸片全光互联的“基础设施”。
3. 凤凰定位:不做有源,但掌控 NPO/OIO 最关键的无源耦光专利与工艺,属于国产光互连产业链的“卡脖子环节”。
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查询官方入口:国家知识产权局专利检索系统 网页链接
重要前提:专利原始研发初衷为AR衍射光波导,光路原理完全通用OIO/CPO硅光片上光栅耦合,无专利名称直接标注“OIO/英伟达/Feynman/GPU”,仅底层无源耦光技术可平移算力芯片裸片光互连;公司无有源光芯片、硅光晶圆专利,只做无源光栅/棱镜/光波导耦入耦出元器件。
一、OIO光栅耦入核心专利(OIO最关键:外置激光→硅光波导光栅对接,英伟达Feynman-OIO标配光栅耦合方案)
1、CN119310736A|一种耦入器件设计方法及耦入器件【OIO光栅核心专利】
- 申请日:2024-11-08,公开日:2025-01-17|发明专利在审(国知局官网可下载全文)
- 官方摘要(原文摘抄):依据入射光角度、波长、IG光栅周期/折射率,计算衍射角与波导全反射偏移距离,对IG衍射光栅分区结构调制,实现多入射角光束高效均匀耦入光波导,降低耦合损耗。
- OIO技术对应点:IG分区衍射光栅=OIO方案里激光器→硅光裸片片上光栅耦合器,是GPU裸片直连OIO无源入口,CPO/OIO通用垂直光栅耦合设计;晶圆级微米耦光精度适配2.5D/3D裸片共封装光路。
- 官方核验路径:国知局输入公开号一键调取说明书、权利要求书。
二、全光路闭环耦入+杂光回收专利(OIO波导内部光路损耗优化,已授权,技术定型)
2、CN118131387B|一种光波导显示系统及近眼显示设备【授权发明专利】
- 申请:2024-04-17,授权公告:2025-03-18(B=已授权),国知局授权公告在册
- 官方原文要点:包含一维光栅耦入元件、0级衍射杂散光回收组件、多路出瞳耦出结构;将光栅漏光二次回收重新耦入波导,大幅减少片上光互连插损。
- OIO落地用途:解决OIO硅光波导传输杂散光损耗痛点,单片无源器件完成「激光耦入→片内传输→芯片端耦出」全链路,适配GPU裸片内嵌硅光芯粒无源光路闭环设计。
三、多通道并行分光专利(OIO高密度多裸片并行光互联)
3、CN118818662A|一种分光式光波导耦入装置【发明专利在审】
- 申请:2024-08,公开2025年中
- 官方技术:单片集成转折棱镜分光阵列,单根光波导拆分多路独立光路并行传输,实现多通道光源同步耦入波导。
- OIO适配:Feynman OIO多GPU裸片并行互联需要多路分光,该专利对应高密度阵列光源分光无源组件,多通道并行是OIO算力互联刚需结构。
四、二维阵列棱镜耦出专利(OIO裸片阵列耦出对接HBM/GPU互联)
4、CN116879995A|一种二维出瞳扩展光波导结构【发明专利在审】
- 申请2023-08-28,公开2023-10-13(国知局PDF说明书可下载)
- 官方原文:双层衍射光波导+梯度镀膜棱镜阵列,二维阵列多点同步耦出,抑制漏光与杂散光、降低阵列耦合工艺难度 。
- OIO对应:二维阵列耦出=OIO硅光裸片多路光信号导出,对接HBM/GPU裸片互联端口,FA光纤阵列-芯片耦合同源工艺,适配OIO晶圆级阵列耦合生产。
五、补充配套衍射光学专利(辅助OIO消除杂散光、鬼像干扰)
CN115576101A|一种消除鬼像衍射光学设备(2022申请)
光栅+偏振滤波结构,消除片上光路杂散光干扰,优化OIO高密度光路成像与传输稳定性 。
六、官方边界客观说明(剔除网传不实夸大,依据专利+上市公司公告)
1. 专利事实:以上5项专利权利人全部为江西凤凰光学科技(凤凰光学全资子公司),国知局官方档案真实可查,无编造专利;
2. 技术迁移逻辑:专利法定保护范围是衍射光栅、棱镜、无源光波导耦入耦出光学结构,原生用于AR,光路物理原理完全适配OIO/CPO无源耦合元器件,但专利文本没有任何GPU、英伟达、Feynman、OIO字样;
3. 订单/定点澄清(上证e互动+公司公告):
- 凤凰没有英伟达Feynman、OIO项目定点供货公告、无正式订单披露;仅基于上述专利技术,向国内硅光/CPO厂商送样无源耦合器件做研发验证;
- 不生产激光器、硅光芯片、GPU芯片,只做OIO链路里无源光学零部件(光栅、微透镜、棱镜组件);
4. 行业定位:依靠整套耦入-分光-耦出闭环无源专利,具备OIO无源元器件量产研发能力,属于OIO上游无源光学备选厂商,非英伟达一级定点供应商。
- CPO光模块/引擎:中际旭创、天孚通信更强,但属于有源+封装赛道,与凤凰无源耦光形成互补而非竞争。