什么是光引擎？

2026.01.15

光引擎是将电信号转换为光信号、通过光路传输并重新转换为电信号的核心模块。随着AI和HPC的数据移动量增加，它成为提高带宽并降低互连功耗的重要技术。

受到关注的背景

GPU和服务器之间需要反复交换大量数据，电气互连在距离、损耗、均衡功耗、发热和端口密度方面逐渐受限。把光电转换靠近计算芯片可缩短高速电气配线。

光电融合（PEC）把电路和光路协同设计。共封装光学（CPO）将光引擎靠近交换ASIC或处理器配置，以减少电气I/O距离，但对封装、散热和维护提出更高要求。

发射侧使用调制器把数据加载到光载波，接收侧通过光电探测器恢复电信号。波导、耦合器和光纤负责在芯片、封装和设备之间传输光。

光引擎通常包括激光器、调制器、光电探测器、驱动与放大电路、光波导、光纤耦合、封装和温度控制。各元件带宽和损耗必须作为链路整体设计。

微小位置和角度偏差会显著降低光纤与波导的耦合效率。除了有源对准，还需管理光学部件相对面的倾斜、平行度、固定后的漂移以及量产重复性。

应确认带宽、插入损耗、消光比、接收灵敏度、误码率、每比特功耗、热稳定性、可靠性和可维修性，并评价温度与老化后的耦合变化。

光引擎通过光I/O缓解数据移动瓶颈。器件性能之外，光耦合、热管理、封装和量产测试决定其能否成为稳定的基础设施。