英伟达、AMD、英特尔，芯片三巨头为何押注同一家AI独角兽？

芯师爷

2024-12-30 17:57发布于广东芯师爷官方账号

作者｜Eric
编辑｜蔓蔓周
来源 | 硅兔赛跑



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芯片行业算力革命——把电换成光。



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英伟达、AMD、英特尔，这三家互为对手的企业，竟然因为一家初创企业站到了一起。

12月13日，硅谷光互联I/O芯片设计公司Ayar Labs宣布完成由Advent International和Light Street Capital领投的1.55亿美元D轮融资，估值超过10亿美元，正式跻身独角兽行列。

新一轮融资中还有多家战略投资者参与，包括英伟达、AMD、英特尔、格芯，以及与台积电有战略合作关系的VentureTech Alliance、美国机器制造巨头3M等。

Ayar Labs究竟是家什么样的初创企业，能同时吸引英伟达、AMD、英特尔三家芯片巨头？光互联I/O技术对于眼下的AI时代而言，又意味着什么？


#01
三巨头为何押注Ayar Labs？

要理解Ayar Labs为何获得三巨头偏爱，首先要理解当下这个AI时代。

随着人工智能需求越来越旺盛，其系统也越来越复杂和庞大，效率降低下的问题愈发明显。比如，一颗GPU的运行效率为80%，64颗GPU的运行效率可能是50%，256颗GPU的运行效率可能只有30%了。

这其中的部分原因在于传统电I/O技术下，GPU利用电子通过铜线传输数据会让传输性能受限、利用率下降，同时还存在能耗大、信号衰减等问题。

成立于2015年、总部位于美国加州圣何塞的Ayar Labs，正是专注于通过光I/O技术来加速数据中心的通信速度，突破数据传输瓶颈。

说白了，光互联I/O是使用光子而不是电子来传输数据，可以提供每秒万亿比特的带宽，从而轻松传输大量数据。此外，跟电信号不同的是光信号可以长距离传输，不会明显损失带宽或信号的完整性，而且功耗也相对更低。

经过测算，理想状态下光芯片的端到端功耗仅仅为电子芯片的10%，延迟只有其1%，而同等条件下的算力却能达到电芯片的100倍以上。

可以说，光互联I/O是下一代AI基础设施建设的关键技术之一，而Ayar Labs目前在这项技术上处于行业前列地位。

眼下Ayar Labs正在开发两种产品：TeraPHY光学I/O小芯片和 SuperNova多端口、多波长光源。

TeraPHY光学I/O小芯片比较小巧，可以无缝集成到高级芯片封装中，同时支持高达4 Tbps的双向带宽，每个小芯片的延迟为5 ns。小芯片的功耗约为10W，或每字节5 pJ，考虑到TeraPHY的速度，这个功耗是相对较低的。
 
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SuperNova远程光源则是用来跟TeraPHY无缝协作的，其可以提供16种波长的光，以支持16个端口，并为256个数据通道或16 Tbps双向供电。跟可插拔光学器件和电气SerDes等传统互连相比，SuperNova远程光源带宽提高了5-10倍，延迟降低了10倍，功率效率提高了4-8倍。

英伟达、AMD、英特尔之所以投资Ayar Labs，正是看中它的技术和产品以及带来的商业化潜力。

拿英伟达来说，过去十年其已经为AI带来百万倍的加速，未来其需要高效的数据传输技术支持不断增长的算力需求。这就需要光学I/O等全新技术，支持其未来AI/ML工作负载和系统架构的带宽、功率以及规模要求。

通过投资Ayar Labs，英伟达可以深入了解和优先获得Ayar Labs的产品和技术，从而进一步优化自身的AI训练平台，提升性能并降低成本。此外，Ayar Labs的技术与英伟达的现有技术路线高度一致，双方能够走在一条路上。

对于英伟达的竞争对手英特尔和AMD而言，更需要通过Ayar Labs的技术，提升自家产品性能来提振业绩。尤其对于英特尔来说，其业绩已经大幅落后于英伟达和AMD。

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财报显示，2025财年第三季度英伟达营收351亿美元，同比增长94%；净利润193.1亿美元，同比增长109%。2024年第三季度达AMD营收达到68.19亿美元，同比增长了18%，净利润为7.71亿美元，同比增长了158%。

相比之下，2024年三季度英特尔营收为133亿美元，同比减少6%，净亏损为166.39亿美元‌，同比转盈为亏。据彭博社报道，英特尔已经跟Ayar Labs合作，将其技术整合到大批量芯片生产中。

虽然业内已有多家公司在布局光互联I/O业务，但Ayar Labs可扩展制造能力方面处于领先地位，从而具备肉眼可见的商业化潜力，这也是吸引三大巨头的原因之一。

比如，TeraPHY可以帮助客户提高AI基础设施的计算效率和性能，同时由于功耗低于传统互连还可以降低成本。也就是说，它不仅可以帮助客户提高AI产品性能，还能够通过降本提高盈利的可能性。

据悉，Ayar Labs已经开始向部分客户出货约15000台设备，并计划到2026年中期实现大批量生产，到2028年及以后每年出货量可达到1亿台以上。

虽然Ayar Labs前景可观，但当下仍面临着来自诸多对手的挑战。



#02
竞争对手，来头不小

在光互联I/O市场上，今年以来资本可谓频频下注。

今年9月，瑞士光互连初创企业Lightium AG完成700万美元种子轮融资。10月，美国光子计算及网络创企Lightmatter完成4亿美元D轮融资，总融资额达到8.5亿美元，估值超过44亿美元；同样在10月，另一家美国光子技术创企Xscape Photonics完成4400万美元A轮融资，总融资额达到5700万美元。

成立于2017年的Lightmatter，可以说是目前Ayar Labs最强大的对手之一。相比上一轮融资，D轮融资后Lightmatter估值直接翻了约3.7倍，成为目前估值最高的光芯片创业公司之一。

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在D轮融资之后，Lightmatter方面还暗示：“这很可能是公司最后一轮融资。”这意味着，Lightmatter有可能正在准备冲刺IPO。

在吸引资本这件事上，Lightmatter是要强于Ayar Labs的。

从业务上看，Lightmatter要做的是提升GPU或CPU芯片互联层的效率，突破现代数据中心的瓶颈。其通过研发的光学互连层技术，可让数百个GPU同步工作，从而简化了昂贵而复杂的AI模型训练和运行工作。

另外，Lightmatter的首款产品Envise是一款专门用于AI操作的芯片，另一款产品Passage可以促进芯片之间数据传输的互连，利用光子和电子来提高操作效率。

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除了Lightmatter，其他光互联I/O初创企业也有不错的表现。比如，Xscape Photonics的光子解决方案可优化AI数据中心的网络架构，将GPU的“逃逸带宽”提升10倍，能耗降低10倍。

值得注意的是，在Xscape Photonics的A轮融资中，英伟达也参投了，可见英伟达在光互联I/O市场上押注了不少企业，而不仅仅是Ayar Labs，这能侧面看出光互联I/O拥有很大潜力。

往后看，“把电换成光”正在成为芯片行业的算力革命，市场规模也是非常庞大且在快速增长的。据Technavio预测，从2023年到2028年，全球光互连市场规模将增长168亿美元，年均复合增长率（CAGR）预计达到20.62%。

在这片巨大蛋糕中，除了有Ayar Labs、Lightmatter这样亮眼的初创企业，还有微软、亚马逊等老牌企业都在布局。甚至有媒体表示，四处投资的英伟达自己也在研发光互联I/O技术，可见这片领域在未来将会形成巨大的产业机会。

参考资料：

  • Optical chip interconnect startup Ayar raises $155M to bring light to AI workloads（siliconANGLE）

  • Nvidia, AMD and Intel Invest in Startup Bringing Light to Chips（Bloomberg）

  • Lightmatter’s $400M round has AI hyperscalers hyped for photonic data centers（TechCrunch）

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