AI行业跟踪报告第52期：OIO，Ayar+Labs获英伟达投资，光子算数董事长参股迈信林-光大证券

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2025 年 2 月 6 日 行业研究 OIO：Ayar Labs 获英伟达投资，光子算数董事长参股迈信林 ——AI 行业跟踪报告第 52 期 电子行业 买入（维持） 作者 分析师：刘凯 执业证书编号：S0930517100002 021-52523849 kailiu@ebscn.com 分析师：孙啸 执业证书编号：S0930524030002 021-52523587 sunxiao@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 -10%10%30%51%71%02/2405/2408/2411/24电子行业沪深300 资料来源：Wind 1、 北美OIO领先企业Ayar Labs同时获得英伟达、AMD 和 INTEL 投资 1.1 Ayar Labs 同时获得英伟达、AMD 和 INTEL 投资 Ayar Labs 估值已超 10 亿美元。根据芯东西 2024 年 12 月 12 日报道，硅谷光互连芯片设计公司 Ayar Labs 于 2024 年 12 月 11 日宣布完成英伟达、AMD、INTEL、格芯等参投的 1.55 亿美元融资。与台积电有战略合作关系的 VentureTech Alliance、美国机器制造巨头 3M 也参与了此轮融资。 目前其累计融资达 3.7 亿美元，估值已超过 10 亿美元，成为新晋芯片独角兽。 图 1：Ayar Labs 同时获得英伟达、AMD 和 INTEL 投资 资料来源：芯东西，光大证券研究所 Ayar Labs 联合创始人兼 CEO 马克·韦德（Mark Wade）指出：“领先的 GPU 提供商 AMD 和英伟达以及半导体代工厂格芯、INTEL 代工、台积电，再加上 Advent、Light Street 和我们其他投资者的支持，凸显了我们的光学 I/O 技术重新定义 AI 基础设施未来的潜力。” 1.2 Ayar Labs：OIO 领先企业 Ayar Labs 成立于 2015 年，总部位于加州圣何塞，专门为大规模 AI 工作负载提供光互连解决方案。其瞄准的赛道，如今正是下一代 AI 基础设施建设的关键技术之一。当前大多数数据中心的运营依赖于传统的电互连，铜线是数据中心短距离信息传输的标准。AI 服务器系统在持续传输数据过程中会消耗大量电力，打破现有 AI 基础设施瓶颈的有效解法之一，便是采用光互连技术来加速通信。 采用传统互连时，随着 AI 模型复杂性增加，系统效率会降低。根据 Ayar Labs 官网数据，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%。光学 I/O 则能够针对提高 AI 基础设施的性能和能效。 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电子行业 英伟达数据中心产品首席平台架构师罗伯·奥伯（Rob Ober）认为，过去十年，英伟达加速计算已经为 AI 带来百万倍的加速，而下一个百万倍的加速将需要光学 I/O 等全新技术，来支持未来 AI/ML 工作负载和系统架构的带宽、功率和规模要求。 OpenAI 计算主管克里斯托弗·伯纳（Christopher Berner）也强调，横向扩展期间的互连带宽对于防止加速器在等待网络传输或梯度时停转至关重要。 Ayar Labs 开发了业界首款针对大规模 AI 工作负载优化的封装内光学 I/O 解决方案。相比采用可插拔光学器件+电气 SerDes 的传统互连，Ayar Labs 的方案可实现 5~10 倍的更高带宽、4~8 倍的能效，并将延迟降低至 1/10。 图 2：Ayar Labs 的 OIO 方案 图 3：Ayar Labs 的 OIO 方案 资料来源：芯东西，光大证券研究所 资料来源：芯东西，光大证券研究所 Ayar Labs 的方案结合了两项行业首创技术——TeraPHY 光学 I/O Chiplet 和SuperNova 多波长光源。 1、TeraPHY 可集成到客户的 SoC 封装中，利用其 SuperNova 远程光技术实现更快的芯片间通信，从而帮助客户最大限度地提高 AI 基础设施的计算效率和性能，还能提高“AI 应用的盈利能力指标”。 TeraPHY 光学 I/O Chiplet 是一款体积小、功耗低、吞吐量高的铜背板和可插拔光学通信替代方案，其模块化多端口设计可承载 8 个光通道（相当于 x8 PCIe Gen5 链路）。它将硅光子学与标准 CMOS 制造工艺结合，使专用集成电路（ASIC）能跨越从毫米到千米的距离进行通信，相当于形成一个巨型 GPU。每个端口有256Gbps，每个 Chiplet 有 2Tbps。 图 4：Ayar Labs 的 OIO 方案 图 5：Ayar Labs 的 TeraPHY 光学 I/O Chiplet 资料来源：芯东西，光大证券研究所 资料来源：芯东西，光大证券研究所 万亿参数 AI 模型和高性能计算（HPC）设计需要不断增加的带宽。Ayar Labs光学 I/O 提供 4Tbps 的总双向带宽，为生成式 AI 架构开辟了新的可能性。高性能计算（HPC）和 AI 的分布式计算系统无法容忍传统电气 I/O 前向纠错带来的数十纳秒额外延迟。而 Ayar Labs 光学 I/O 的延迟为每 Chiplet + TOF 5 纳秒， 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电子行业 无需前向纠错。为了使电气 I/O 和可插拔光学器件能够穿越系统、机架和数据中心，112 Gbps 长距离电气 I/O 会消耗 6-10pJ/b 的能量。Ayar Labs 光学 I/O 消耗的能量则不到 5pJ/b（10W）。 图 6：Ayar Labs 的 OIO 方案 图 7：Ayar Labs 的 OIO 方案 资料来源：芯东西，光大证券研究所 资料来源：芯东西，光大证券研究所 2、SuperNova 是首款符合 CW-WDM MSA 标准的多波长、多端口光源，最多支持将 16 种波长的光传输至 16 根光纤。与 CWDM4 多波长可插拔光学器件相比，其波长增加了 64 倍。该光源可驱动 256 个光学载波，实现 16Tbps 的双向带宽。 图 8：Ayar Labs 的 SuperNova 技术 图 9：Ayar Labs 的 SuperNova 技术 资料来源：芯东西，光大证券研究所 资料来源：芯东西，光大证券研究所 Ayar Labs 基于开放标准（UCIe、CXL、CW-WDM MSA），能顺利大规模集成到 AI 系统中。Ayar Labs 的芯片由格芯生产。Ayar Labs 与 INTEL 合作，将其技术集成到 INTEL 的制造产品中。同时，Ayar Labs 目前也在与台积电洽谈。HPE、INTEL、洛克希德·马丁、英伟达都是 Ayar Labs 的技术合作伙伴。其供应链合作伙伴包括格芯、MACOM、Sivers Semiconductors 等。 2024 年，Ayar