电缆的瓶颈
2025年,全球最大的云服务提供商在数据中心上的资本支出将超过每年数万亿韩元。
一张英伟达的H100 GPU售价高达4000万韩元,将数千张GPU组成集群,一个AI训练系统的成本将轻松超过数千亿韩元。
人们普遍认为,这笔费用的绝大部分都集中在计算芯片上。
这是错误的。
最昂贵的不是芯片本身,而是芯片之间相互等待的时间。
当数千个GPU训练一个庞大的神经网络时,它们在每个计算阶段都需要交换彼此的中间计算结果。
即使一张GPU完成了计算,如果没有收到其他设备的同步信号,它也无法进入下一个阶段。
这种等待状态被称为**“停滞(Stall)”**,而停滞就发生在电缆中。
具体来说,就在这一刻。
在下一代超高速传输标准1.6 Tbps的带宽下,根据物理定律,现有铜线的有效传输距离会衰减到1米以下。
然而,实际服务器机架的高度平均在2.5米以上。
-> 即使是连接同一机架内最下方GPU和最上方网络交换机的电缆,也已经无法物理连接了。
这就是业内称之为**“铜缆悬崖(Copper Cliff)”**的现象。
面对这个悬崖,作为替代方案的光纤电缆解决了连接距离问题,但每个端口却需要15-20W的功耗。
对于拥有数万个端口的超大规模数据中心而言,* *这相当于电费炸弹和碳排放的主要原因。
铜线太短。光纤太贵。
在这一二元选择的缝隙中,塑料出现了。
第一道墙:铜线吞噬高频信号
表面效应这一物理定律
为什么铜线电缆会突然变得无用?这个问题的答案不在于材料工程,而在于电磁学。
当交流电流流过导体时,频率越高,电流就越倾向于聚集在导体的表面,而不是中心。
这种称为趋肤深度(Skin Depth, δ)的现象与频率f的平方根成反比。
δ = √(ρ / πfμ₀μᵣ)
通俗地说,如果频率增加4倍,电流可以流过的实际横截面积就会减半。
横截面积减小导致电阻增加,电阻增加导致信号以热量的形式损耗。
在100GHz以上的高频段,铜导体几乎不再是信号传输介质,而更像是一个燃烧信号的加热器。
因此,在1.6 Tbps的传输环境下,无源铜线电缆的有效距离无法超过1米。
在3.2 Tbps的时代,这个距离还会进一步缩短。
“铜缆悬崖”之后的世界
现场工程师们一直以来都使用更粗的电缆来克服这一限制。
更粗的导线可以降低电阻。然而,变粗的电缆变得沉重而僵硬,堵塞了服务器机架的后部。
排气口被堵塞会导致冷却效率下降,内部温度超过临界值。
电缆的重量和刚性还会物理损坏端口连接器。
作为解决方案的有源电缆(AEC)在电缆末端增加了信号再生芯片(Retimer),将传输距离延长到2-2.5米。但仅此而已。
2.5米对于满足1.6 Tbps时代数据中心的布线需求来说仍然远远不够。
铜线电缆的进化已经触及了物理定律的上限。
没有更快的电缆了。也没有更细的铜线了。只有不断升高的频率,以及随之缩小的导体有效横截面积。
第二道墙:光纤太贵
光纤电缆付出的代价
光纤电缆通过光的折射传输信号,而不是电磁损耗,因此完全不受铜线遇到的表面效应影响。即使是数公里的距离也能轻松跨越。
那么,为什么超大规模数据中心不全部切换到光纤电缆呢?
将电信号转换为光信号需要设备。
激光二极管发射光,-> 驱动器对其进行调制,-> 光学DSP恢复信号,-> 接收端的跨阻放大器(TIA)将其转换回电压。
这些组件的组合构成了光收发器模块。
一个800 Gbps的光收发器平均消耗15-20W的功率。
在一个拥有数万个端口的超大型数据中心,仅互连层消耗的功率就相当于一座大型发电厂。
成本也是一个问题。
光收发器需要基于磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)的化合物半导体以及硅光子封装技术。
其单价是同级别无源铜线电缆的4到10倍。
可靠性也较差。
激光二极管在高温高湿环境下老化速度快。
服务器机架排气口附近的温度冲击会缩短激光器的寿命,而在分布式并行计算环境中,仅仅一个连接失败就可能导致整个训练会话中断,并需要从之前的检查点重新开始。实际上,由于一个光收发器激光器故障,导致数千GPU运行数天的训练任务前功尽弃的情况时有发生。
共封装的局限性
将芯片和光器件放入同一个封装中来解决这个问题,就是所谓的共封装光学(Co-Packaged Optics, CPO)。
通过最小化电信号在基板上移动的距离来提高能效。
然而,CPO会大大增加制造工艺的复杂性和成本。
将硅逻辑和光学器件集成在同一个封装内是半导体工艺中的一大难题,并且最终未能消除光电转换这一根本性的能量效率低下问题。
第三类物质:塑料吞噬了毫米波
2014年,韩国科学技术院(KAIST)的一项研究室想法直接挑战了这种二元选择。
想法很简单。完全不使用铜,也不使用激光。
将电磁波射入塑料管中。
Point2 Technology公司开发的**“e-Tube”是一种在特殊成型的低损耗高分子树脂介电波导内部约束并传输毫米波(100-260 GHz)RF信号的系统**。
由于没有导体,表面效应从根本上就不会发生。
由于没有激光,也就没有光电转换损耗和激光器老化风险。
波导内部发生的事情
介电波导的物理原理与光纤类似,但工作信号不同。
光纤限制的是可见光频率(数百THz)的光,而e-Tube则限制的是毫米波(数百GHz)的电磁波。
原理是全内反射(Total Internal Reflection)。
折射率较高的塑料芯被折射率较低的外层(包层)包围。注入内部的电磁波无法越过界面,而是沿着芯内部传播。
在这种结构中,信号衰减仅由塑料材料的介电损耗角正切(tan δ)和介电常数(ε)决定,而不是由高频金属电阻决定。
α_dielectric ∝ f · √ε · tan δ
在这个关系式中,关键在于与铜不同,即使频率升高,衰减的增加速度也比金属缓和得多。
这就是1.6 Tbps、3.2 Tbps时代所需超高频段下,信号能稳定传输10-20米的物理基础。
从TX芯片到波导:MWT天线的作用
计算机系统以基带数字信号工作。
如果直接将这些信号注入介电波导,低频成分会穿过边界泄漏出去。无法形成传播。
Point2 Technology公司在电缆末端插头内部集成了自主设计的RFIC芯片组。
-> 发送芯片(TX SoC)接收基带数字信号,并将其上转换为100-260 GHz频段的毫米波模拟RF信号。
这样产生的毫米波通过芯片表面蚀刻的**“微带-波导过渡(Microstrip-to-Waveguide Transition, MWT)天线”**注入e-Tube内部。
MWT是一种将硅基板的平面电感抗匹配到三维介电内部电磁感抗的转换器。它负责将电磁波直接注入波导芯的中心,而不会发生能量反射或外部泄漏。
在另一端,接收芯片(RX SoC)的片上天线捕捉到达的电磁波,并通过下变频混频器恢复成原始的数字总线信号。
主机ASIC(如GPU或交换机)甚至不需要知道e-Tube的存在。
80皮秒的数字
这个模拟转换路径的结果是80皮秒(ps)的延迟。
作为比较:使用光收发器的光纤系统经过电-光转换、数字信号处理、光-电转换,会产生微秒(μs)级别的延迟。e-Tube的延迟是其1/1000。
在分布式并行计算中,延迟不仅仅是速度指标。当数千个GPU执行同步运算时,最慢的链路决定了整个集群的处理速度。这就是80ps延迟具有1000倍意义的原因。
数字对比表
将五种互连技术进行并行比较,图景就变得清晰了。
e-Tube所占据的空间,正是铜线电缆放弃的距离和光纤电缆无法承受的成本之间的空白地带。其设计目标是在10-20米的范围内负责机架级别的服务器布线。
公司的根基与两个现金牛
Point2 Technology公司成立于2014年3月。
由在Marvell Semiconductor和Teraxica公司主导高速通信系统芯片设计超过13年的CEO朴镇镐(Sean Park),以及KAIST电气与电子工程系的裴贤敏教授(现任KAIST创业院长)和其硕博士研究团队共同创立。公司总部设在美国加利福尼亚州圣何塞,核心研发则由韩国子公司负责,形成一种双轨结构。
然而,e-Tube技术在市场落地还需要时间。
在此期间,有两个业务线填补了这一空白。
25G Range Extender:5G基站网络的隐藏瓶颈
在5G通信网络建设过程中,连接基站和核心网络的Fronthaul光链路正从传统的10 Gbps升级到25 Gbps。
-> 在此过程中出现了意想不到的问题。
光纤中,波长对折射率的影响不同(色散)的现象,会以频率平方的比例扭曲信号。
在10 Gbps下可以轻松传输70-80km的光线路,在提升到25 Gbps时,有效距离会急剧缩短到15km。更快的传输反而导致更短的传输距离,这是一个悖论。
传统的解决方案是在每个中继点安装大型外置色散补偿滤波器设备。-> 需要在现场部署数亿韩元的高价设备,并且技术人员需要根据线路长度手动进行调谐操作。
Point2 Technology公司的Range Extender通过一个指甲盖大小的半导体芯片,将这个问题集成到光收发器模块内部来解决。
电子色散补偿(Electronic Dispersion Compensation, EDC)引擎可以实时恢复完全失真的眼图,将有效传输距离恢复到60-70km。无需外置设备,也无需现场调谐。只需更换光收发器即可完成。
基于这项技术,Point2 Technology公司与日本住友电气工业(Sumitomo Electric Industries)达成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条现金流线。
Smart Retimer P1B121:一半的功耗,1/20的延迟
第二个现金牛是面向数据中心的112G PAM4 Smart Retimer芯片组“P1B121”。
Retimer是用于在高速电缆末端清洁再生失真信号的芯片。在下一代800 Gbps和1.6 Tbps带宽下,它对于AEC(有源电缆)是必需的。问题是,市面上竞争对手的产品功耗过高。
P1B121实现了与同级别竞争对手相比低约50%的3.0W驱动功耗。延迟时间也低于行业平均水平的1/20,即3纳秒(ns)以下。这是通过最大化模拟信号路径处理的混合信号优化设计的结果。
这两个数字——3W,3ns——具有超越数字本身的意义。在强制要求超低延迟同步的大规模加速器集群环境中,可以从根本上避免Retimer延迟成为瓶颈。同时,也为功耗预算留下了余地。
英伟达为何直接投资韩国
2024年,全球半导体市场发生了不寻常的事件。
英伟达的战略风险投资机构NVentures首次直接对一家韩国半导体初创公司进行了股权投资。投资对象正是Point2 Technology。
NVentures通过战略投资来加强英伟达的未来平台和技术生态系统。其目的不是财务回报,而是技术获取。
这被解读为英伟达在Blackwell之后,将e-Tube传输布局作为下一代加速器架构扩展(Scale-up Fabric)的核心骨架的举动。
包括这笔投资在内,Point2 Technology公司目前已累计完成7,600万美元(约合1,121亿韩元)的B轮融资。
由Maverick Silicon领投,UMC Capital、Bosch Ventures、Molex等公司参投。投资者名单具有超越单纯财务支持,旨在构建战略生态系统的性质。
全球汽车零部件巨头博世(Bosch)的参与,暗示了e-Tube进军汽车电子市场的可能性。
电缆制造企业Molex的投资,是将生产合作伙伴关系转化为资本关系的实例。
2026年获得Bloomberg NEF Pioneers奖项,是对这项技术验证的外部认可。
晶圆厂悖论:如何在没有工厂的情况下掌控全球供应链
Point2 Technology公司不拥有制造工厂。这是其战略。
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波导的几何结构和连接设计技术以许可形式提供。-> 实际生产由全球最大的连接器制造商负责。
Molex、Foxconn Interconnect Technology (FIT)、Amphenol。这三家公司已经是向亚马逊AWS、谷歌云、微软Azure、Meta等公司数据中心供应数万亿韩元产品的成熟供应商。
Point2 Technology公司若要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程序(Supplier Audit)。
然而,通过已入驻的合作伙伴的品牌和物流网络出货集成e-Tube芯片组的ARC(Active RF Cable)成品,可以缩短这一过程。
只设计芯片。制造由已建立信任的合作伙伴负责。渠道使用合作伙伴的。这就是无晶圆厂(Fabless)商业模式产生高营业利润率的秘诀。
迈向2030年的收入结构变化
目前,Point2 Technology公司的现金流来自25G Range Extender和Smart Retimer。这是维持公司运转的燃料。
然而,公司的方向指向了别处。到2030年,将90%的总体收入转换为基于e-Tube的产品线,是内部路线图的核心。
支撑这一转型的市场结构是存在的。
2026-2028年期间,全球数据中心将全面转向1.6 Tbps和3.2 Tbps时代。
届时,由于物理限制,铜线电缆将被ARC(Active RF Cable)或光纤电缆全面替代。这是e-Tube瞄准的替换市场规模。
在外部电缆阶段之后,将迎来更深层次的集成。
NPE(Near Package e-Tube)将超薄e-Tube波导线紧密贴合在加速器板内部的硅接口旁边。
CPE(Co-Packaged e-Tube)是将RFIC器件集成在GPU封装基板内部的结构。在此阶段,基板上的铜线噪声将消失,电磁波将直接从加速器芯片发射到介电管中。
与一家以上全球顶级GPU制造商签订了非公开谅解备忘录,并计划在2026年下半年进行原型演示的信息,表明这一路线图已进入执行阶段,而非仅是宣言。
e-Tube的渗透路径不止步于数据中心。
超薄高端显示面板内部的太比特级信号布线,自动驾驶ECU与多通道传感器之间的噪声隔离布线——任何存在电磁干扰且空间受限的领域,都可以应用e-Tube的物理原理。
迈向科斯达克上市
Point2 Technology公司正为2026年下半年科斯达克(KOSDAQ)技术特例上市的初步审查申请做准备。
已确定三星证券和韩国投资证券为联合承销商,目标市值不低于1万亿韩元。
正式上市日期较原计划推迟的原因在于。
美国圣何塞总部与韩国子公司之间的跨境治理结构带来了法律上的复杂问题。
同时满足美国联邦法律的营利法人治理结构要求,以及韩国预托证券结算所·韩国交易所的技术特例保护性持有要求和跨境股权结算结构,需要比预期更长的协调时间。
上市前通过 프리 IPO(Pre-IPO)轮次筹集的资金,计划优先用于支付晶圆厂初期大规模晶圆生产的保证金,以及扩建美国现场工程支持基础设施。
电缆让技术隐形
在这里停下来想一想。
e-Tube解决的问题很有趣,因为它要求技术本身不被察觉才能正常工作。最好的互连解决方案是无形的。GPU不会在意电缆由什么材料制成。主机系统也不会意识到电磁波在中间穿过了塑料。
这就是基础设施的本质。基础设施在不被看见时工作得最好。
然而,基础设施会变得可见。当电缆堵塞,功耗预算超支,或者延迟时间拖累整个集群时。这正是数据中心行业目前面临的局面。铜线拥堵,光纤过于昂贵,而AI却不断要求更快的速度。
基础设施变得可见的危机时刻,正是新材料得以出现的条件。
塑料介电材料在铜线和光纤之间开辟第三条道路,不仅仅是发明了更好的电缆。这是对AI基础设施物理限制的重新设计。
关于AI改变世界的说法比比皆是。但关于驱动AI运行的电缆由什么材料制成,这样的故事却少之又少。如果一根电缆决定了数万亿韩元集群的实际性能——那么关于制造这条电缆的公司的问题,最终也等同于关于AI基础设施未来的问题。
参考资料
- Point2 Technology Inc. — e-Tube RF Dielectric Waveguide Architecture White Paper (2024)
- Open Compute Project (OCP) Global Summit — “Breaking the Copper Wall: RF Dielectric Waveguide for AI Cluster Interconnect”, 朴镇镐(Sean Park)演讲资料 (2024)
- KAIST电气与电子工程系裴贤敏教授研究团队 — 基于超高频调制的介电波导内电磁诱导传播理论论文
- Point2 Technology Inc. — 25G Range Extender and Sumitomo Electric Partnership Technical Report (2023)
- Bloomberg NEF Pioneers — 2026 Point2 Technology Technology Assessment (2026)
- NVIDIA NVentures — Series B Investment Announcement (2024)
- IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques — “Dielectric Waveguide for On-Board and Short-Reach Interconnects” (2022)
- McKinsey Global Institute — “The Energy and Materials Underpinning the AI Infrastructure Build-out” (2024)
- IEEE 802.3 Task Force — “200G/lane Electrical Signaling and Copper Cliff Analysis” (2023)
- Molex Engineering White Paper — “ARC (Active RF Cable) Co-Development Framework for 1.6T Data Center Deployments” (2024)
- Dell’Oro Group — “Data Center Interconnect Market Forecast 2024–2029” (2024)
- IEC 62149 Series — Fibre Optic Active Components and Devices: Reliability Standards for Laser Diodes in Data Center Environments
- Harvard Business Review — “Fabless Semiconductor Strategy: How Design IP Generates Outsized Returns” (2023)
- Foxconn Interconnect Technology (FIT) — e-Tube Partnership Product Roadmap Brief (2024)
- Korea Exchange (KRX) — KOSDAQ Technology Listing Special Criteria: Cross-Border Corporate Governance Compliance Guidance (2025)