Exklusive Premiere von HardKrypton | Ein erfahrenes Team mit umfassender Expertise im Bereich Siliziumphotonik hat eine Angel-Finanzierung in Höhe von mehreren zehn Millionen erhalten und richtet seinen Fokus auf die optischen Interkonnektionslösungen der nächsten Generation für CPO/OIO.

Laut HardK hat das Lichtchip-Unternehmen Liangyin Technology kürzlich eine Angel-Finanzierung in Höhe von mehreren zehn Millionen Yuan abgeschlossen, die von der Zhuhai Science and Technology Industry Group angeführt wurde, während Zhuhai Zhengfang Group und Xianfeng als Folgeinvestoren teilnahmen. Die aus dieser Finanzierung stammenden Mittel werden für die Erweiterung des Teams, die Iteration der Chip-Fertigung und die Ergänzung von Ausrüstungen verwendet.

Liangyin Technology wurde 2024 gegründet, konzentriert sich auf den Bereich photonischer integrierter Schaltkreise und widmet sich der Forschung, Entwicklung und Anwendung von Silizium-Photonik-Übertragungschips (PIC), Optical IO (OIO) und Co-Packaged Optics (CPO).

Bildquelle: das Unternehmen

Das Gründerteam des Unternehmens bündelt in- und ausländische Erfahrungen in Forschung, Entwicklung und Fertigung. Der Gründer Li Yaoji verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Branche integrierter Schaltkreise. Er war früher Vice President of Engineering bei Chongqing United Microelectronics CUMEC, Chief Technology Officer von Cadence China und stellvertretender Direktor des Hongkong-Zentrums des Nationalen Ingenieurforschungszentrums für spezielle integrierte Schaltungssysteme, und verfügt über reiche Ressourcen und technische Akkumulation in der Halbleiterindustrie in den USA und China.

Der Mitbegründer und CTO Zhao Jingxiong war früher technischer Direktor bei CUMEC sowie technischer Leiter bei Cisco USA und Intel. Er verfügt über langjährige Erfahrung im Architekturdesign von AI-GPU/NPU/Switch- und Silizium-Photonik-Chips. Der Chefwissenschaftler Craig Peterson ist General Manager des Mikroelektronik-Zentrums von Intel, hat viele Jahre bei Intel gearbeitet und an der Entwicklung von drei Prozessoren und acht Generationen von Chipsätzen mitgewirkt.

Mit dem explosionsartigen Anstieg der Nachfrage nach generativer KI und dem Training großer Modelle erlebt die Größe von Rechenleistungs-Clustern ein beispielloses exponentielles Wachstum, und die Übertragungsgeschwindigkeit steigt auf 1,6T und sogar 3,2T. Das bedeutet, dass herkömmliche Signalmodulationsverfahren mit hohem Stromverbrauch, konzentrierter Wärmestromdichte und hohem Risiko für kurzzeitige Unterbrechungen der physischen Verbindungen konfrontiert sind, und die herkömmliche elektrische Übertragungsnetzwerk auf Basis austauschbarer optischer Module stößt an seine physischen Grenzen. Um die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen, die optischen Engines tief mit Rechen- oder Switch-Chips zu integrieren, also von dem austauschbaren Modell zu CPO und sogar OIO überzugehen, ist der von der Branche anerkannte einzige Weg zu ultrahochgeschwindigen optischen Verbindungen.

Laut Prognosen von LightCounting/Yole wird CPO in den kommenden Jahren zuerst eine explosionsartige Entwicklung erleben, und OIO, das schließlich in jedes hochwertige GPU/CPU eindringt, birgt ein potenzielles Marktvolumen im Bereich von Hunderten Milliarden US-Dollar. Liangyin Technology betritt dieses hochschwellige Marktfeld ausgehend vom Mikroring-Modulator (auch als „MRM“ bezeichnet), dem Kernbauteil von CPO und OIO.

Im Vergleich zu herkömmlichen EML- oder MZM-Modulationslösungen verfügt MRM über eine extrem kleine physikalische Größe im Mikrometerbereich und eine Treiberspannung von nur 1V, die von Natur aus für hochdichte fortschrittliche Gehäuse geeignet ist und den Energieverbrauch des Systems erheblich senkt. Auf dieser Grundlage hat Liangyin Technology siliziumbasierte optische Chips mit einer Geschwindigkeit von 1,6T und höher entwickelt, die auf dem selbst entwickelten Ein-Kanal-200G-MRM basieren.

Gleichzeitig arbeitet das Unternehmen an der Ausgestaltung von CPO-Lösungen, die der nächsten Generation von Verbindungsarchitekturen entsprechen, sowie an Optical I/O-Chiplets-Produkten für Verbindungen auf Chipebene. Seine Lösungen zielen darauf ab, die elektrische Übertragungsdistanz erheblich zu verkürzen, die DSP-Chips mit hohem Stromverbrauch zu entfernen, den Energieverbrauch der optischen Systemverbindungen auf ein extrem niedriges Niveau zu senken und für riesige Rechenzentren eine optische Übertragungs„autobahn“ mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Energieverbrauch zu schaffen.

Für das weit verbreitete Industrialisierungsproblem der Temperaturempfindlichkeit der MRM-Technologie hat Liangyin selbst entwickelte IP für Echtzeit-Temperaturregelungsrückkopplung und elektrische Ausgleichsalgorithmen entwickelt, die den stabilen Betrieb des Mikroring-Modulators in rauen Umgebungen von Rechenzentren gewährleisten. Noch wichtiger ist, dass das Unternehmen die Fähigkeit zur eigenständigen Entwicklung des grundlegenden Silizium-Photonik-PDK (Prozessdesign-Kit) beherrscht und die Produktion mit ausgereiften, in China selbst kontrollierten CMOS-Prozessknoten durchführt, wodurch die Lieferkettenrisiken für hochwertige Fertigungsverfahren von Grund auf vermieden werden.

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus dem Interview mit Zhao Jingxiong, CTO von Liangyin Technology:

HardK: Die OIO-Branche entwickelt sich derzeit sehr dynamisch. Wo liegen die Kernvorteile von Liangyin im Vergleich zu Wettbewerbern?

Zhao Jingxiong: Zunächst verfügen wir über praktische Erfahrungen mit der Chip-Fertigung und Prüfung, anstatt nur im Simulationsstadium zu verbleiben. Der Kern von OIO ist der enge optoelektronische Austausch. Ausländische Großunternehmen wie Nvidia, AMD und Ayar Labs verfolgen bei Anwendungen mit hoher Rechenleistung und hoher Bandbreitendichte den MRM-Weg (Mikroring-Modulator). Wir verfügen über Erfahrungen aus mehreren Design-Iterationen. Die neueste 1,6T-MRM-Optik-Chip-Fertigung des Unternehmens in diesem Jahr wurde abgeschlossen und wird derzeit getestet, was uns einen Vorsprung in China verschafft.

Zweitens ist der FSR (Freier Spektralbereich) unseres Mikrorings relativ breit ausgelegt. Für OIO-Anwendungen ist eine sehr hohe Anzahl von Kanälen erforderlich, wobei üblicherweise DWDM (Dichtwellenlängenmultiplex) verwendet wird, also mehrere Wellenlängen in einem einzelnen Wellenleiter untergebracht werden. Wenn der FSR des Mikrorings nicht breit genug ist, entsteht beim Modulieren der ersten Wellenlänge Übersprechen, das benachbarte Kanäle beeinträchtigt, sodass nicht zu viele Mikroringe gleichzeitig zum Modulieren untergebracht werden können.

Zuletzt und am wichtigsten ist, dass wir die Fähigkeit zur eigenständigen Entwicklung grundlegender Schlüsselbauteile besitzen, anstatt auf das PDK der Auftragsfertiger angewiesen zu sein. Tatsächlich gibt es derzeit nur wenige Fabriken, die Mikroring-PDK anbieten können. Wenn wir die Leistung von Bauteilen für bestimmte spezielle Anwendungen später anpassen müssen, werden wir nicht auf Schwierigkeiten stoßen, wie sie Teams erleben, die von Standard-PDK abhängig sind.

HardK: Kann die Ausbeute bei der Verhandlung mit Auftragsfertigern sichergestellt werden, wenn man eine eigene interne Designbibliothek entwickelt?

Zhao Jingxiong: Das trifft genau das Kernproblem. Bei dem Standard-PDK, das von Auftragsfertigern bereitgestellt wird, wird bei dem Design normalerweise zuerst die Ausbeute berücksichtigt, sodass die angegebenen Leistungsparameter relativ sicher und konservativ sind und schwer die Anforderungen an individuelle Anpassungen erfüllen können. Wenn wir auf spezifische Anwendungsszenarien und differenzierte Kundenanforderungen eingehen, legen wir mehr Wert darauf, ob die Leistung übereinstimmt, und nehmen gezielte Anpassungen am Design vor.

Natürlich sammeln wir für die Ausbeute Daten durch mehrere iterative Chip-Fertigungen und passen und optimieren das Design schrittweise auf dieser Grundlage. Dies ist der unvermeidliche Einarbeitungsprozess von der technischen Validierung bis zur Massenproduktion.

HardK: Welche Pläne gibt es für die zukünftige Chip-Fertigung?

Zhao Jingxiong: Bisher konzentrierte sich unsere Entwicklung hauptsächlich auf das Ein-Kanal-200G-MRM-Bauteil selbst. Bei dem neu entstandenen optoelektronischen integrierten Chip handelt es sich um einen vollständigen Chip, bei dem wir alle Funktionsbauteile wie Kombinierer, Wellenleiter, Strahlteiler und PD integriert haben, sodass wir den gesamten Chip-Designprozess und die Kombination von Funktionsbauteilen systematisch beherrschen. Im Anschluss werden wir mehrere Runden von Chip-Fertigungen durchführen, um die hohe Ausbeute und Zuverlässigkeit der endgültigen Massenproduktion sicherzustellen.

HardK: Was ist derzeit das größte Problem beim Aufbau eines inländischen Ökosystems für optische Verbindungen? Wie plant Liangyin, dies anzugehen?

Zhao Jingxiong: Im Ausland gibt es ein geschlossenes Ökosystem, das von Giganten für Rechen- und Vermittlungstechnik wie Nvidia vorangetrieben wird. In China ist die Industriekette derzeit noch nicht vollständig ausgebildet. Es braucht noch Zeit, bis die drei Hauptbereiche der optischen Verbindung – Rechenchips, optische Chips und fortschrittliche Gehäuse – eine effektive Zusammenarbeit bilden.

Angesichts dieser Gegebenheiten werden wir uns zuerst auf unser Kerngeschäft konzentrieren, die optischen Chips gut entwickeln und zusammen mit vor- und nachgelagerten Partnern die stabile Lieferkette für Schlüsselbauteile wie Treiber-IC, TIA und Laser sicherstellen. Im Bereich CPO/OIO haben wir bereits mit führenden inländischen GPU-Herstellern zusammengearbeitet und das PoC-Stadium erreicht, wobei wir uns auf die Überwindung der optoelektronischen Signalumwandlung und Protokollschichtanpassung zwischen Schnittstellen, GPU und optischer Engine konzentrieren. Gleichzeitig arbeiten wir gemeinsam mit Gehäusefabriken an der gemeinsamen Entwicklung von fortschrittlichen 3D-Stapelgehäusen wie TSV.

Unsere Position im Ökosystem ist der Befähiger für Kernoptische Verbindungen, der zuerst die inländischen optischen Chips in der neuen Generation von Rechenleistungssystemen zum Laufen bringt und den vor- und nachgelagerten Bereichen der Industriekette Raum für Zusammenarbeit und Entwicklung eröffnet.