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在美國舉行的全球領先半導體會議 IEDM 2024 上，NVIDIA 積極預測了矽光子學的未來，同時展示了其 AI GPU 技術。NVIDIA 表示，“從中長期角度來看，矽光子學預計將有助於 AI 資料中心內的晶片到晶片連線。”這一公告引發了半導體行業的極大興趣，凸顯了矽光子在推進人工智慧技術方面的潛力。
會議期間，NVIDIA 展示了與臺積電合作開發的矽光子原型，表明兩家公司在下一代 AI 半導體技術方面建立了牢固的合作伙伴關係。臺積電也發表多篇矽光子論文，詳細介紹矽光子製造技術，引起關注。臺積電提出的核心理念是建立兩個先進的器件，並使用稱為混合鍵合（SoIC）的方法將它們組合起來，就好像它們是單個晶片一樣。
一位業內人士評論了這項技術的重要性，他表示：“它比現有資料透過銅等金屬傳輸的方法快數百倍。”這種速度優勢對於人工智慧資料中心等資料密集型應用至關重要，其中高效的資料傳輸至關重要。
NVIDIA 與臺積電在矽光子領域的合作凸顯了頂級代工廠和無晶圓廠公司之間的強大聯盟。這種夥伴關係被視為保持競爭力和滿足市場不斷變化的需求的戰略舉措。
與此同時，落後於臺積電的三星電子代工部門也受到關注，看其能否透過與關鍵客戶的技術合作迅速趕上。
代工行業第二大三星代工廠正在關注矽光子領域的機會。由於先進晶圓代工領域最大的競爭對手英特爾以及在光子技術方面領先一步的英特爾步履蹣跚，人們預計三星可能會率先開拓這個市場。三星電子半導體（DS）部門已將其矽光子工藝命名為“I-CubeSo”和“I-CubeEo”，並正在積極開發產品。
近日，三星電子半導體研究所的一位高階官員在一次大學講座中提到，他們正在與客戶快速推進矽光子的研發，這表明內部相關研究正在積極進展。除了 NVIDIA 之外，據說他們的客戶還包括 Broadcom 和 Marvell，它們也對矽光子學感興趣。
矽光子學是一種光學半導體技術，可幫助電子裝置中的各種半導體使用光而不是電進行通訊。與傳統電氣連線相比，該技術可提供顯著更高的速度和更低的功耗，這對於人工智慧和資料中心等資料密集型應用尤為重要。臺積電專門為矽光子技術部署了 200 多名人員，凸顯了他們對推進這項技術的承諾。
英偉達在IEDM上談矽光
NVIDIA 在 IEDM 2024 會議上展示了其下一代 AI 加速器方法，展示了創新的“矽光子”實現。
隨著現代封裝技術的發展，鑑於人工智慧計算需求隨著時間的推移而大幅增長，該行業已達到迫切需要創新的地步。每當討論封裝的未來時，矽光子學 (SiPh) 都被認為是傳統方法的可行替代方案。有趣的是，在 IEDM 2024 會議上，Green 團隊提出了一種獨特的下一代加速器策略，該策略涉及使用 SiPh 中介層並垂直堆疊 GPU 塊以用於如此大的計算產品。
Green 團隊的實施方案建議整合矽光子中介層，以取代現有的電氣互連。使用矽光子中介層可帶來多種好處，例如提供更高的頻寬和更低的延遲，同時比其他方法更節能。NVIDIA 不僅計劃使用中介層，還計劃在晶片內和晶片間通訊中使用 12 個矽光子中介層，以最佳化各個 GPU 模組之間的資料流，這對於可擴充套件性和效能至關重要。
有趣的是，在 NVIDIA 的設想中，GPU 堆疊技術最具吸引力，因為該公司已經透露了使用“3D 堆疊”或垂直堆疊多個 GPU 塊來增加晶片密度並減少佔用空間。Green 團隊將這種配置稱為“GPU 層”，每層有四個 GPU 塊，全部垂直堆疊，以減少互連延遲，並可能實現電源門控，因為這在這裡是可能的。不僅僅是 GPU，NVIDIA 還將 3D 堆疊 DRAM 晶片，每個塊六個。
雖然這聽起來是一種樂觀的做法，但 NVIDIA 的願景也存在一些複雜性，主要是因為矽光子技術目前還很“幼稚”，因為它是一個相對較新的標準。Green 團隊需要看到 SiPh 實現大批次生產，然後才能實現主流整合，而這需要很長時間。除此之外，激進的 3D 堆疊將使散熱成為一個大問題，迫使 NVIDIA 整合晶片內冷卻解決方案，而目前該解決方案尚未浮出水面。
分析師 Ian Cutress 認為，考慮到這一過程的複雜性，這一計劃將在未來五年內實施，可能在 2028 年至 2030 年之間。
NVIDIA 利用矽光子學和 AI 創新塑造未來
NVIDIA 再次站在科技創新的前沿，在 CES 2025 上展示突破性進展。1 月 6 日，以堅定的眼光和標誌性皮夾克而聞名的 CEO 發表主題演講，闡述了公司不僅在人工智慧 (AI) 領域取得的進展，還在矽光子學領域取得了重大進展。這種雙重關注體現了 NVIDIA 致力於透過創新技術改變各個行業的承諾。
NVIDIA 表示：“從中長期來看，矽光子學有望用於 AI 資料中心的晶片間連線。”這一宣告強調了矽光子學的潛在作用，它利用光傳輸資料的速度比傳統的基於金屬的方法更快、功耗更低，為資料密集型應用提供了巨大優勢。該公司與臺積電 (TSMC) 的合作也備受關注，展示了旨在徹底改變 AI 半導體技術的矽光子學原型的開發。
一位業內人士表示：“這比現有的透過銅等金屬傳輸資料的方法快數百倍”，強調矽光子技術可以為需要高效高速互連的人工智慧資料中心帶來巨大的飛躍。隨著各行各業越來越多地轉向人工智慧解決方案，NVIDIA 旨在利用這項技術滿足對更快資料處理日益增長的需求。
焦點並未止步於矽光子學；NVIDIA 還在各個領域展示了其對 AI 的影響。從醫療保健到娛樂和汽車，AI 正日益成為現代技術不可或缺的一部分。在作為業界一些最大創新的啟動平臺的 CES 2025 上，黃仁勳在演講中概述了 NVIDIA 如何作為當代 AI 進步的支柱，為全球 76% 最快的超級計算機提供動力，並支援全球超過 500 萬開發人員。
NVIDIA 技術的興奮點不僅限於其長期核心產品。該公司還推出了 Oggi 計劃，旨在將先進的 AI 功能直接整合到智慧手機中，從而提升使用者體驗。透過將重要的計算過程從雲端轉移到裝置本身，Oggi 承諾實現實時 AI 處理，這將特別有利於對響應時間要求嚴格的應用程式，例如增強現實 (AR)、虛擬實境 (VR) 和遊戲。
推動裝置內建處理有望使裝置執行速度更快、能效更高。該組織致力於讓智慧手機不僅執行速度更快，還能在不犧牲電池壽命的情況下處理更多工作負載。透過有效最佳化 AI 流程，使用者可以期待更長的電池壽命和更強大的裝置功能，而這一直是智慧手機使用者一直關注的問題。
Oggi 還透過在裝置上執行 AI 任務而不是依賴雲服務，顯著解決了資料隱私問題。這一發展增加了另一層安全性，保護了使用者的敏感資訊。專家預測，這些功能將在智慧手機行業樹立新標準，激勵競爭對手迅速創新，以跟上 NVIDIA 的進步。
與此同時，三星電子也在努力參與矽光子學領域的競爭。該公司的代工部門正在加緊開發名為“I-CubeSo”和“I-CubeEo”的先進矽光子學工藝。三星官員最近的宣告表明，他們正在積極進行研發，以縮小與 NVIDIA 和臺積電的技術差距。考慮到英特爾一直步履蹣跚，三星現在有可能在這個創新市場中開闢自己的利基市場。
與此同時，Webuy Global 最近進入了 NVIDIA AI 加速器計劃的下一階段，該計劃得到了新加坡經濟發展局和其他政府機構的支援。此次參與使 Webuy 能夠使用 NVIDIA 的尖端計算資源和專業知識，從而使該公司能夠完善其 AI 計劃，包括個性化旅行諮詢和預測需求分析。
Webuy Global 執行長 Vincent Xue Bin 對這一里程碑表示興奮，他表示：“我們很高興進入 NVIDIA 人工智慧加速器計劃的下一階段。”實時人工智慧分析和社互動動功能的加入將顯著改善電子商務和旅行體驗。具體來說，這些創新將允許使用者無縫互動，分享偏好並輕鬆做出集體決策，反映出協作消費日益增長的趨勢。
這些雄心勃勃的專案背後的故事是 NVIDIA 致力於透過高速通訊和創新的 AI 解決方案重新定義技術的未來。每一項進步——矽光子學、實時 AI 處理、增強的能源效率和資料保護——都在促進技術的發展中發揮著作用。
總體而言，NVIDIA 不僅在突破技術界限，而且還在促進頂級合作伙伴關係並促進各個領域的合作。CES 2025 再一次生動地凸顯了這一承諾，因為這一盛會已成為突破性公告和行業領先技術的代名詞。
隨著所有這些發展，全世界都在關注 NVIDIA、臺積電、三星和 Webuy Global 在這一快速變化的技術生態系統中的未來發展。矽光子學、改進的 AI 和增強的效能前景令人期待這些進步將如何塑造未來的技術。
如有矽光流片需求，
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https://www.businesskorea.co.kr/news/articleView.?idxno=231870
https://wccftech.com/nvidia-presents-the-future-of-ai-compute-featuring-silicon-photonics-3d-gpu-dram-stacking/
https://evrimagaci.org/tpg/nvidia-shapes-future-with-silicon-photonics-and-ai-innovations-93459
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