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近日，中国移动联合中移智库、中国移动通信研究院等机构共同发布了《算力专题：面向大规模智算集群场景光互连技术白皮书（2025年）》。该白皮书深入剖析了大规模智算集群对互连技术的迫切需求，并系统阐述了光互连技术的最新发展与应用前景。
当前，智算集群正朝着十万卡级的规模迅猛发展，单节点的算力已突破每秒百亿亿次大关。然而，传统铜介质电互连技术却遭遇了“带宽墙”“延迟墙”“功耗墙”三重严峻挑战。具体而言，单通道速率难以突破400Gbps，传输延迟高达数微秒，单机架互连功耗占比更是超过40%，这一些因素已成为制约算力充分释放的核心瓶颈。
在此背景下，光互连技术凭借其低损耗、高带宽、低延迟等显著优势，脱颖而出成为解决以上问题的关键。其中，芯片级光互连技术通过先进封装手段，将光引擎与电芯片紧密合封，有效缩短了电信号传输距离至毫米级，实现了系统能效50%以上的显著提升。其构建的“芯片-设备-集群”一贯式全光互连架构，更是被业界认定为下一代智算基础设施的核心关键技术。
光互连技术大致上可以分为设备级与芯片级两大类。设备级技术包括光交换机（OCS），它采用光域路由方式，实现纳秒级切换，且功耗低于传统电交换；以及可插拔光模块，其中LPO线性直驱方案通过去除DSP，大大降低了功耗与时延。芯片级技术则涵盖近封装光学（NPO），它通过将光引擎与xPU置于同一基板，简化了散热设计，成为共封装光学（CPO）的过渡技术；CPO技术则实现了光引擎与电芯片的共封装，功耗降低50%，带宽密度大幅度的提高；而光学I/O（OIO）则以芯粒形式集成，带宽密度高达1Tbps/mm²，延迟降至纳秒级。
在技术路线方面，芯片级光互连技术大致上可以分为硅光、VCSEL和Micro-LED三大方向。硅光技术因集成度高，外置激光源适配中短距应用，有望成为主流；VCSEL技术垂直出光，适用于短距应用；而Micro-LED技术则以高密度阵列为特点，适用于柜内短距场景。
国际上，博通、英伟达等科技巨头已率先推出CPO产品，并积极地推进标准化进程。国内则处于从研究向应用转化的关键阶段，曦智科技、奇点光子等企业纷纷布局CPO样机研发，并制定了自主CPO标准。
然而，光互连技术的规模化应用仍面临诸多挑战，包括标准化、封装工艺、器件性能、散热以及仿真测试等方面。为此，白皮书提出了“三步走”推进计划，旨在逐步实现NPO原型部署、CPO样机验证以及全光超节点方案试点，从而推动构建一贯式全光互连体系，助力智算基础设施实现全面升级。
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