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当铜缆受阻、光缆成本过高:英伟达押注的韩国初创公司有何妙招?

phoue

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传输线缆的“梗阻”

2025年,全球各大云服务巨头在数据中心上的资本支出已超数万亿韩元。

英伟达 H100 的单价超过 4,000 万韩元。如果将数千张显卡连接成一个集群,成本瞬间就会飙升至数千亿韩元。人们往往认为这笔资金大部分花在了计算芯片上。

错了。最昂贵的并非芯片,而是芯片相互等待的时间。

当数千个 GPU 同时训练一个神经网络时,它们必须在每一轮计算阶段交换中间结果。如果一张显卡完成了计算,却迟迟收不到其他设备的同步信号,它就无法进入下一阶段。行业将这种等待状态称为“停滞(Stall)”。而导致停滞的元凶并非芯片,而是线缆。

具体来说,场景如下。

在下一代 1.6 Tbps 传输标准下,受物理定律限制,铜缆的有效传输距离缩短至 1 米以下。然而,实际服务器机柜的高度平均超过 2.5 米。这意味着在同一个机柜内,甚至无法将最底部的 GPU 与最顶部的网络交换机连接起来。业内将这一现象称为**“铜缆悬崖(Copper Cliff)”**。

为了应对这一悬崖,光缆虽然解决了距离问题,但每个端口需要 15~20W 的功耗。对于运行数万个端口的超大规模数据中心而言,这意味着惊人的电费支出,也是造成碳排放的主要来源。

铜缆太短,光缆太贵。 在这种二元对立的夹缝中,塑料登场了。

Copper cliff diagram — transmission distance vs frequency curve showing copper drop-off at 1.6Tbps
Copper cliff diagram — transmission distance vs frequency curve showing copper drop-off at 1.6Tbps

第一道墙:铜缆吞噬高频信号

集肤效应的物理定律

为什么铜缆会突然变得无用?答案不在材料科学,而在电磁学中。

当交流电流过导体时,随着频率升高,电荷会向导体表面移动,而非集中在中心。这种“集肤深度(Skin Depth, δ)”现象与频率 f 的平方根成反比。

δ = √(ρ / πfμ₀μᵣ)

换句话说,频率每增加 4 倍,电流流过的有效横截面积就会减半。横截面积减小导致电阻增大,电阻增大则信号转化为热量损耗。在 100GHz 以上的超高频段,铜导体不再是信号传输的介质,而更像是一个损耗信号的加热器。这就是为什么在 1.6 Tbps 传输环境下,无源铜缆的有效距离无法超过 1 米,而到了 3.2 Tbps 时代,这个距离将进一步缩短。

“铜缆悬崖”之后的世界

现场工程师们曾试图通过加粗线缆来克服这一极限。导线变粗虽然能降低电阻,但线缆会变得沉重且僵硬,堵塞服务器机柜的后部。一旦排气口被堵,冷却效率就会下降,内部温度将超过临界值。线缆的重量和硬度甚至会导致端口连接器发生物理损坏。

应对这一问题的应急方案是有源电缆(AEC)。通过在电缆末端安装信号再生芯片(重定时器),将传输距离延长至 2~2.5 米。但这也就到此为止了,依然无法满足 1.6 Tbps 时代数据中心的布线需求。

铜缆的进化已经触及了物理定律的天花板。既造不出更快的线缆,也造不出更细的铜缆。剩下的只有不断升高的频率,以及随之不断缩小的导体有效横截面积。

第二道墙:光很昂贵

光缆的代价

光纤通过光的折射而非电磁损耗来传输信号,因此完全不受铜缆集肤效应的影响,传输距离可轻松达到公里级。那么,为什么超大规模数据中心没有全面改用光缆呢?

将电信号转换为光信号需要复杂的设备:激光二极管发射光线,驱动器进行调制,光学 DSP 恢复信号,接收端的跨阻放大器(TIA)再将其转换回电压。这些组件构成了光收发模块。

一个 800 Gbps 级别的光收发器平均功耗为 15~20W。对于拥有数万个端口的超大型数据中心而言,仅互连层消耗的电力就相当于一座巨大的发电厂。

成本也是个问题。光收发器需要磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)化合物半导体以及硅光子封装技术,其单价是同级无源铜缆的 4~10 倍。

可靠性也较弱。激光二极管在高温高湿环境下老化较快,服务器机柜排气口附近的热冲击会进一步缩短其寿命。在分布式并行计算中,哪怕只有一次连接失败,也会导致整个训练任务中断,必须从上一个检查点重新开始。数千个 GPU 运行数日的训练任务因一个光收发器激光器故障而付诸东流的情况,确实时有发生。

Optical transceiver module internal structure — laser diode, DSP, TIA components visible
Optical transceiver module internal structure — laser diode, DSP, TIA components visible

共同封装的局限性

为了解决这个问题,业界尝试将芯片和光学器件放在同一个封装内,即“共同封装光学(CPO)”。通过最小化电信号在基板上的传输距离来提升能效。然而,CPO 极大地增加了制造工艺的复杂性和成本。将逻辑芯片和光学元件集成在同一个封装内本身就是半导体制造的难题,最重要的是,它依然无法消除“电-光转换”这一根本性的能源效率瓶颈。

第三类材料:塑料吞噬了毫米波

2014 年,韩国科学技术院(KAIST)实验室的一个构想正面挑战了这种二元对立。他们完全不用铜,也不用激光,而是提出将电磁波射入塑料管内的想法。

Point2 Technology 开发的 “e-Tube”是一种将毫米波(100~260 GHz)频段的射频信号限制在特殊成型的低损耗高分子树脂介质波导内进行传输的系统。

由于没有导体,从本质上避免了集肤效应。由于没有激光,也不存在电光转换损耗及激光老化风险。

波导内部发生的事情

介质波导的物理原理与光纤相似,但限制的信号不同。光纤限制的是可见光频率(数百 THz)的光,而 e-Tube 限制的是毫米波(数百 GHz)的电磁波。

其原理是全反射(Total Internal Reflection)。由折射率较高的塑料芯被折射率较低的包层包裹。注入内部的电磁波无法穿过界面,只能沿芯部传播。在这种结构中,信号衰减仅取决于塑料材料的介质损耗角正切(tan δ)和介电常数(ε),而非高频金属电阻。

α_dielectric ∝ f · √ε · tan δ

该关系式的核心在于,与铜不同,即便频率升高,其衰减增加的幅度远比金属平缓。这就是为什么在 1.6 Tbps 和 3.2 Tbps 时代所需的超高频段中,信号依然能稳定传输 10~20 米的物理依据。

从 TX 芯片到波导,MWT 天线的作用

计算机系统工作在基带数字信号下。如果将该信号直接输入介质波导,低频成分会穿透边界泄漏,无法形成电磁波传播。

因此,Point2 Technology 在电缆末端的插头内部内置了自主设计的 RFIC 芯片组。

发射芯片(TX SoC)接收基带数字信号,将其上变频(upconversion)为 100~260 GHz 频段的毫米波模拟射频信号,随后由芯片表面蚀刻的“微带-波导转换(MWT)天线”将信号射入 e-Tube 内部。

MWT 的作用是将硅基板的平面电阻抗与立体的介质内部电磁阻抗进行匹配,从而确保电磁波在没有能量反射或外部泄漏的情况下射入波导芯中心。

在另一端,接收芯片(RX SoC)的片上天线捕捉到传来的电磁波,经过下变频混频器,还原为原始的数字总线信号。主机 ASIC(如 GPU 或交换机)甚至无需察觉 e-Tube 的存在。

MWT antenna close-up on PCB — microstrip-to-waveguide transition structure electron microscope or render
MWT antenna close-up on PCB — microstrip-to-waveguide transition structure electron microscope or render

80 皮秒的数字

这一模拟转换路径的成果是仅 80 皮秒(ps)的延迟。使用光收发器的光缆系统在经过电-光转换、数字信号处理、光-电转换后,会产生微秒(μs)级别的延迟。e-Tube 的延迟仅为其千分之一。

在分布式并行计算中,延迟不仅仅是一个速度指标。当数千个 GPU 进行同步运算时,最慢的那条链路决定了整个集群的处理速度。这就是 80ps 延迟价值千倍的原因。

数字对比表

将五种互连技术放在一起比较,局面就清晰了。

e-Tube 填补的位置是铜缆放弃的距离与光缆无法承受的成本之间的空白地带。其设计目标是在 10~20 米范围内承担机柜级服务器布线任务。

公司的根基与两大现金奶牛

Point2 Technology 成立于 2014 年 3 月。由曾在美满电子(Marvell)和 TeraSquare 领导超高速通信系统芯片设计超过 13 年的朴真浩(Sean Park)代表,以及 KAIST 电气及电子工程系裴贤敏教授(现 KAIST 创业院长)及硕博士研究团队共同创立。公司总部位于美国加州圣何塞,核心研发由韩国子公司负责,采取双轨制架构。

e-Tube 要在市场上站稳脚跟需要时间。在此期间,公司有两条业务线作为支撑。

25G 范围扩展器:5G 基站网中隐藏的瓶颈

在 5G 通信网中,连接基站与核心网的前传(Fronthaul)光链路正在从现有的 10 Gbps 升级到 25 Gbps。这里出现了一个意想不到的问题。

光纤内折射率随波长变化导致的“色散(Chromatic Dispersion)”现象会使信号失真,且失真程度与频率比例的平方成正比。在 10 Gbps 下可以轻松传输 70~80 公里的光线路,升至 25 Gbps 后,有效距离垂直崩塌至 15 公里。更快的传输速度反而导致了更短的覆盖距离,这是一种悖论。

传统的解决方案是在每个中继点安装价值数亿韩元的大型外置色散补偿滤波器,并由技术人员根据线路长度手动调节。Point2 Technology 的范围扩展器通过光收发模块内部一颗手指大小的半导体芯片解决了这个问题。其电子色散补偿(EDC)引擎能实时恢复完全失真的眼图,将有效传输距离恢复至 60~70 公里。无需外置设备,也无需现场调试,只需更换光收发器即可完成。

基于此技术,Point2 Technology 与日本住友电气工业建立了长期开发合作伙伴关系,并获得了 25G 光收发器核心 IC 的实质性量产供应合同。这是公司目前的第一个现金流来源。

智能重定时器 P1B121:功耗减半,延迟降至二十分之一

第二个现金奶牛是数据中心专用的 112G PAM4 智能重定时器芯片组“P1B121”。重定时器是安装在高频电缆末端用于再生失真信号的芯片,是下一代 800 Gbps 及 1.6 Tbps 级别有源电缆(AEC)的必备组件。问题在于,竞争对手的产品功耗太高。

P1B121 实现了比同级产品低约 50% 的 3.0W 功耗。延迟时间也低于行业平均水平的二十分之一,即 3 纳秒(ns)以下。这是极致优化模拟信号路径的混合信号设计成果。3W 和 3ns,这两个数字的意义远超其字面含义。它在超低延迟同步强制要求的超大规模加速器集群中,从源头上消除了重定时器带来的延迟瓶颈,同时为电力预算提供了更多空间。

P1B121 retimer chip die photo or package render, microscale IC
P1B121 retimer chip die photo or package render, microscale IC

[英伟达](https://phoue.co.kr/posts/ naver-nvidia-ai-factory-sovereign-ai-alliance-analysis/)为何直接投资韩国公司

2024 年,全球半导体市场发生了一件罕见的事。英伟达的战略风险投资机构 NVentures 首次对韩国半导体初创公司进行了直接股权投资。对象正是 Point2 Technology。

NVentures 不是为了财务回报,而是为了加强英伟达未来平台和技术生态系统而执行战略投资的组织。这可以解读为英伟达计划将 e-Tube 传输布局作为 Blackwell 之后下一代加速器架构扩展互联的核心骨架。

包括此轮投资在内,Point2 Technology 已完成了累计 7,600 万美元(约 1,121 亿韩元)的 B 轮融资。Maverick Silicon 领投,UMC Capital、博世创投(Bosch Ventures)、莫仕(Molex)参投。投资者的背景更倾向于战略生态构建而非单纯的资金支持。

全球汽车零部件巨头博世的参与暗示了 e-Tube 进入车用电子市场的可能性。电缆制造商莫仕的投资是生产合作伙伴关系转化为资本纽带的案例。2026 年荣获彭博新能源财经(BloombergNEF)“先锋奖(Pioneers)”是对该技术验证的外部背书。

无晶圆厂(Fabless)的悖论:如何在没有工厂的情况下统治全球供应链

Point2 Technology 没有自己的制造工厂。这就是他们的策略。

他们不直接生产 e-Tube 成品电缆,而是设计控制电磁调制的 RFIC 芯片组,并将 e-Tube 波导的几何结构及接合设计技术进行授权。实际生产由全球最大的连接器制造商负责。

莫仕(Molex)、富士康互连科技(FIT)、安费诺(Amphenol)。这三家公司已经向亚马逊 AWS、谷歌云、微软 Azure 和 Meta 的数据中心供应链供应了价值数万亿韩元的物资,是久经考验的供应商。

如果 Point2 Technology 想直接进入超大规模数据中心的供应链,必须通过多年严格的工厂可靠性验证(供应商审计)。然而,通过已进入供应体系的合作伙伴的品牌和物流渠道,交付植入了 e-Tube 芯片组的 ARC(有源射频电缆)成品,可以大大缩短这一过程。

只做芯片设计,由已建立信任的合作伙伴进行制造,并利用合作伙伴的渠道。这就是无晶圆厂模型能实现高营业利润率的秘诀。


迈向 2030 年的收入结构转型

目前 Point2 Technology 的现金主要来自 25G 范围扩展器和智能重定时器。这是维持公司运转的燃料。但公司规划的方向指向别处:到 2030 年,将 90% 的总收入转移到 e-Tube 相关产品群上,是其内部路线图的核心。

支撑这一转型的是市场结构。2026~2028 年间,全球数据中心将正式转向 1.6 Tbps 及 3.2 Tbps 时代。届时,铜缆由于物理极限,将不得不全面更换为 ARC 或光缆。这就是 e-Tube 所瞄准的替换市场规模。

在外部电缆阶段之后,更深度的集成正在等待着他们。NPE(近封装 e-Tube)将超薄 e-Tube 波导线缆紧贴加速器板内部的硅接口侧。CPE(共同封装 e-Tube)则是将 RFIC 元件直接集成在 GPU 封装基板内部的结构。在此阶段,基板上的铜布线噪声将消失,电磁波直接从加速器芯片射入介质管中。

有消息称公司已与至少一家世界顶级 GPU 制造商签署了保密 MOU,并准备在 2026 年下半年进行原型演示,这表明该路线图不仅是宣言,更已进入执行阶段。

e-Tube 的渗透路径并不仅限于数据中心。无论是超薄高端显示面板内部的太比特级信号布线,还是自动驾驶 ECU 与多通道传感器之间的防噪布线,只要是存在电磁干扰问题且空间受限的地方,e-Tube 的物理原理均可适用。

科斯达克(KOSDAQ)上市,实际进展如何

刚开始写这篇文章时,Point2 Technology 的目标是在 2026 年下半年申请科斯达克技术特例上市初审。然而,几个月后的今天再次确认,该日程并未如期执行。

根据最新报道,该公司的上市目标时间推迟到了“最早明年,最晚后年”。即 2027 年至 2028 年之间。由于总部为美国法人,甚至有讨论称其可能会转向纳斯达克等全球资本市场。保荐机构仍是三星证券和韩国投资证券的共同体,目标上市企业价值超过 1 万亿韩元的数字也保持不变。

日程推迟的背景与最初报道的没有太大出入。美国圣何塞总部与韩国子公司之间的跨境治理结构成为了绊脚石。同时满足美国联邦法律的营利法人治理结构要求,以及韩国证券托管院和韩国交易所的技术特例限售要求及跨境股权结算结构,比预期需要更长的协调时间。

上市前 Pre-IPO 轮次筹集的资金将优先投入到代工厂首批大规模晶圆制造保证金预付及美国当地工程支持基础设施的扩建中。该公司本身的 IPO 日程恰恰证明了:即便技术已得到验证,上市的钟表也不会自动加速。

电缆让技术隐形

在此停下来思考一下。

e-Tube 解决的问题之所以有趣,是因为当技术达到“隐形”境界时,它才能真正发挥作用。最好的互连解决方案是没有存在感的。GPU 不关心线缆是由什么材料制成的。主机系统甚至无需意识到电磁波穿过了塑料。

这就是基础设施的本质。基础设施在不可见时运作得最好。

只是,基础设施有时会突然变得显眼。当线缆受阻、电力预算超支,或者延迟成为整个集群的负担时。目前数据中心产业正好站在这个节点上。铜缆堵塞,光学太贵,而 AI 不断要求更快的速度。

基础设施以危机形式凸显的瞬间,正是新材料切入的条件。塑料介质在铜缆和光纤之间开辟了“第三空间”,这不仅仅是一个更好的线缆被发明出来的故事,而是重新设计 AI 基础设施物理限制的过程。

AI 改变世界的故事听腻了。关于驱动 AI 的电缆是由什么材料制成的故事却很少见。但如果一根电缆决定了数万亿韩元集群的实际性能,那么对制造该电缆的公司的提问,最终与对 AI 基础设施未来的提问并无二致。

参考资料
  1. Point2 Technology Inc. — e-Tube RF Dielectric Waveguide Architecture White Paper (2024)
  2. Why E-Tube Cables Offer a Promising Alternative to Copper and Optical Interconnects
  3. waveguide
  4. Point2 Technology Inc. — 25G Range Extender and Sumitomo Electric Partnership Technical Report (2023)
  5. Bloomberg NEF Pioneers — 2026 Point2 Technology Technology Assessment (2026)
  6. NVIDIA NVentures — Series B Investment Announcement (2024)
  7. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques — "Dielectric Waveguide for On-Board and Short-Reach Interconnects" (2022)
  8. AI, data centers, and the energy equation: What business leaders should know
  9. IEEE 802.3 Task Force — "200G/lane Electrical Signaling and Copper Cliff Analysis" (2023)
  10. Home » Signal Integrity » Futuring Interconnect Infrastructure for AI: RF Transmission over Plastic Cable Surpasses Copper and Optics at Terabit Scale Signal Integrity Futuring Interconnect Infrastructure for AI: RF Transmission over Plastic Cable Surpasses Copper and Optics at Terabit Scale
  11. Hyperscale Data Center Market Size & Share 2026-2035
  12. IEC 62149 Series — Fibre Optic Active Components and Devices: Reliability Standards for Laser Diodes in Data Center Environments
  13. Semiconductor Business Models: Fabless and Fearless
  14. Point2 and FIT partner on terabit-speed interconnects

引用本文的文章 2

以下文章在正文中引用了本文,或将其列为相关文章。

#AI数据中心互连瓶颈解决方案#Point2 Technology e-Tube介质波导#英伟达NVentures韩国半导体投资#1.6Tbps数据中心线缆技术#AI基础设施铜缆悬崖问题#介质波导与光纤对比#AI集群互连延迟优化#智能重定时器低功耗112G PAM4#5G前传范围扩展器EDC芯片#科斯达克IPO无晶圆厂半导体AI

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