在生成式人工智能兴起之前，很少有投资者对数据中心的光学组件感兴趣。焦点集中在处理器、内存或软件上。两年后，情况正在发生变化，随着人工智能基础设施规模的扩大，另一种技术正在走在最前沿：硅光子学。瑞士初创公司 Aylight 筹集的 450 万欧元就是一个例证。如果它不标志着一项新技术的出现，那么它揭示了一个更深刻的变化，人工智能可以为硅光子学提供一个能够改变规模的市场。
一项古老的技术终于找到了它的时机
第一个关于硅光子学的研究可以追溯到 20 世纪 80 年代，而主要的工业项目则在 2000 年代初期形成。我们的目标是利用微电子制造工艺来生产能够直接在硅芯片上操纵光的组件。
这个想法是将两个世界结合起来。电子设备仍然是进行计算最有效的方式。当传输大量数据时，光以非常低的衰减和更大的容量传输信息。
到目前为止，这项技术主要应用于电信网络和连接大型数据中心服务器的光链路。像英特尔这样的制造商十多年来一直在这一领域进行投资，而像 Coherent 或 Lumentum 这样的专家已经为运营商和超大规模企业提供了大量的光学组件。
如果人工智能没有发明硅光子学，它也会深刻改变其采用的经济条件。
人工智能改变了问题的本质
GPU 仅当能够与组成集群的其他处理器快速交换数据时才有价值。最先进的模型是在数万个同时运行的 GPU 上进行训练的。预计未来几代人将动员分布在几座建筑物甚至几个校园的数十万个加速器。
在这些架构中，数据不断循环：模型同步、存储器之间的交换、处理器之间的通信、存储系统的供电。内部流量的增长速度快于计算能力本身的增长速度。主要挑战之一不再只是更快地计算，而是在不降低性能或爆炸性能耗的情况下传输更多信息。这正是硅光子学重新发挥作用的地方。
用光子代替一些电子
在经典的电子芯片中，信息以电信号的形式循环。对于某些传输功能，光子学使用在直接蚀刻在硅芯片上的波导中传播的光脉冲。计算仍然由电子元件进行。
这种区别是至关重要的。光子学不会取代电子学，而是在交换变得太重要而无法通过电气互连有效确保时对其进行补充。
该架构基于多个组件系列：引导光的波导、将电信号转换为光信号的调制器、执行相反操作的光电探测器，以及能够在同一光纤上同时循环多个波长的复用设备。
整个系统的核心是一个经常被忽视的组件：激光器。
为什么激光器正在成为一个战略问题
每个光链路都始于光源，没有激光就没有光传输。然而，这些组件必须满足几个相互矛盾的要求：产生极其稳定的光、消耗很少的能量、足够紧凑以集成到网络设备中并与大规模工业制造保持兼容。
正是在这个环节上，Aylight 介入了，这家初创公司是苏黎世联邦理工学院开展工作的结果，开发了能够从单个芯片生成多个光通道的多波长激光器。这种方法旨在用集成架构取代多个单独的激光器，从而减少组件数量、功耗和组装复杂性。
我们的兴趣不是改变数据中心的架构，而是改进其性能直接决定光网络性能的组件。
该技术旨在在现有的光子铸造厂中制造，这一事实构成了决定性因素。在半导体行业，最有前途的创新很少是那些强加新生产链的创新，而是那些适合现有工业工具的创新。
新的人工智能基础设施层
光子学的兴起反映了半导体生态系统更广泛的演变。如今，基础设施的每一层都变得具有战略意义。
SK 海力士、三星电子或美光科技的 HBM 芯片正在推动内存技术的进步。这些网络由 Broadcom、Cisco 或 Marvell Technology 主导。先进封装为台积电带来了大量投资，而冷却系统也正在成为差异化要素。
光子学是价值链日益碎片化的一部分。这种发展也有利于新一代专业初创企业的出现。有些开发光子引擎，其他开发光学互连、设计软件或封装技术。 Scintil Photonics、EFFECT Photonics、Ayar Labs 和 Celestial AI 说明了这种不断发展的专业化。
工业化还远未完成
然而，当前对硅光子学的兴趣不应掩盖仍有待应对的挑战。第一个涉及制造本身。硅是一种极好的导光材料，但它本身并不能成为良好的激光源。许多参与者仍然必须组装不同的材料或集成单独制造的组件，这增加了工业复杂性。
第二个挑战是经济性，电气互连在许多距离和多种用途上仍然极具竞争力。光子学不会在所有地方取代它们。当流量、距离或能源消耗证明额外的初始成本合理时，它的采用将会取得进展。
最后，这个行业的崛起还取决于产能。与传统半导体一样，价值不仅在于组件的设计，还在于其大规模制造。能够批量生产光子芯片的代工厂可能会成为与制造商本身一样的战略参与者。
欧洲有牌可打吗？
与主要由美国和亚洲主导的 GPU 不同，硅光子仍然提供相对开放的前景。欧洲拥有公认的学术研究、多个集成光学能力中心以及瑞士、法国、荷兰和比利时特别活跃的初创企业网络。
然而，这一科学进步并不能保证任何行业领先地位。问题不再只是开发最好的组件，而是拥有扩大规模所需的生产能力、工业合作伙伴和商业渠道。
Aylight 由 Bahareh Marzban 和 Dmitry Kazakov 在苏黎世联邦理工学院进行研究工作后于 2025 年创立，在由 Elaia 和 Swisscom Ventures 共同牵头、Verve Ventures 和 Plug and Play 参与的种子前融资中筹集了 450 万欧元。该资金将用于资助代工厂制造的首批原型机、加强研发团队以及加速片上多波长激光技术的产业化。
