剑桥科技本身并不是一家芯片设计或制造公司,它是一家全球领先的电信设备供应商和解决方案提供商。

当谈论“剑桥科技芯片堆叠技术”时,我们实际上是在讨论剑桥科技在其产品(如光模块、交换机、路由器等)中,采用、集成或受益于先进的芯片堆叠技术,这项技术通常是为其上游供应商(如芯片设计公司)所拥有,剑桥科技作为系统集成商,将其应用到自己的终端产品中,以实现性能、功耗和成本上的优势。
下面,我将从几个层面来详细解读这个问题:
什么是芯片堆叠技术?
芯片堆叠技术是一种先进的半导体封装技术,其核心思想是将多个独立的裸芯片在垂直方向上堆叠起来,并通过微小的连接(称为“硅通孔”或 TSVs)将它们电气连接在一起,这就像一栋高楼,每一层都是一个功能不同的“芯片房间”,通过“电梯”(TSVs)和“走廊”(再布线层 RDL)相互连接。
这种技术主要有两种形式:

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5D 封装:
- 结构: 将多个芯片并排放置在一个硅中介层上,中介层上布满了极其密集的布线,用于连接各个芯片,然后再将整个模块封装起来。
- 特点: 芯片之间仍然是水平的,但中介层提供了极高的互联带宽和极低的延迟,解决了传统封装中走线过长、延迟过大的问题。英伟达的 GH100 GPU(用于 H100/B100/H200/B200 等AI芯片)就是典型的2.5D封装的杰作。
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3D 封装:
- 结构: 将多个芯片直接在垂直方向上堆叠,并使用硅通孔技术穿透芯片本身来实现直接电气连接。
- 特点: 实现了最高程度的集成度和最短的互联距离,功耗和延迟都最低。高带宽内存是3D封装最成功的商业应用案例。
芯片堆叠技术的核心优势:
- 更高的性能: 芯片间距离缩短,信号传输延迟大幅降低,数据带宽显著提升。
- 更低的功耗: 短距离传输需要的能量更少,有助于降低整个系统的功耗和散热压力。
- 更小的尺寸: 将多个功能芯片集成在一个封装内,极大地减小了设备的物理体积。
- 更高的集成度: 可以将不同工艺、不同功能的芯片(如计算芯片、存储芯片、I/O芯片)集成在一起,实现异构集成。
剑桥科技在哪些产品中应用了这类技术?
剑桥科技的主要产品线包括光通信、数据中心网络和接入网,这些领域正是芯片堆叠技术,尤其是2.5D/3D封装技术,大放异彩的地方。

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高速光模块:
- 背景: 随着 AI 训练和推理、5G 通信、云计算等应用的爆发,对数据传输速率的要求越来越高,从 400G、800G 向 1.6T 甚至 3.2T 迈进。
- 应用: 在 800G 及更高速率的光模块中,光芯片和电芯片的处理速度是瓶颈,芯片设计公司(如 NVIDIA(通过 Mellanox)、Innovium、Broadcom 等)会采用 2.5D/3D 封装技术,将高速的 DSP(数字信号处理芯片)、驱动芯片、SerDes(串行器/解串器)等核心芯片集成在一起,形成一个“超级芯片”或“Chiplet”。
- 剑桥科技的受益: 剑桥科技采购这些集成了先进封装技术的核心芯片,用于制造其高性能的 800G/1.6T 光模块,这使得他们的产品能够在功耗、性能和尺寸上满足顶级数据中心和电信运营商的要求,可以说,没有上游供应商的芯片堆叠技术,就不可能有剑桥科技下一代的高速光模块产品。
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数据中心交换机/路由器:
- 背景: 数据中心内部需要交换机来连接成千上万台服务器,AI 大模型训练对交换机的带宽和延迟提出了极致要求。
- 应用: 顶级的交换机 ASIC(专用集成电路)同样依赖 2.5D 封装技术,NVIDIA 的 Spectrum-X 平台,其核心就是采用 2.5D 封装的 DPU(数据处理单元)和交换芯片,这种封装使得芯片间可以以极高的速度通信,从而构建出无阻塞的、超低延迟的网络。
- 剑桥科技的受益: 剑桥科技提供数据中心交换机产品线,为了在竞争激烈的市场中立足,他们必须采用业界最先进的芯片平台,这些平台的核心正是芯片堆叠技术,这保证了其交换机能够支持 800G/1.6T 端口,并为未来的更高速率做好准备。
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接入网产品:
- 背景: 5G 前传、中传和固定接入网也需要更高性能的芯片来处理复杂的信号。
- 应用: 在 5G 无线单元或光线路终端中,基带处理单元可能也会采用多芯片集成方案,以提高处理密度和能效比。
- 剑桥科技的受益: 剑桥科技的接入网产品同样会受益于其芯片供应商采用更先进的封装技术,从而在功耗、成本和性能上获得优势。
剑桥科技与 NVIDIA 的关系
这是一个非常关键的点,也是理解剑桥科技如何应用芯片堆叠技术的重要线索。
- 战略合作伙伴: 剑桥科技是 NVIDIA 在网络和光通信领域的重要合作伙伴,他们大量采购基于 NVIDIA(Mellanox)技术的交换机、DPU 和光模块解决方案。
- 技术跟随者: NVIDIA 是 2.5D/3D 封装技术的引领者和最大用户,从最初的 InfiniBand 交换机,到现在的 Grace Hopper 超级芯片和 Spectrum-X 交换机平台,NVIDIA 将这项技术发挥到了极致。
- 产业链关系: 当市场谈论剑桥科技在高速光模块和交换机领域的领先地位时,其背后强大的技术支撑之一,就是它所深度绑定的、拥有全球最先进芯片封装技术的 NVIDIA,剑桥科技将 NVIDIA 的“技术大厦”(集成了先进封装的芯片)作为其“装修材料”,构建出最终面向客户的电信和网络设备。
“剑桥科技芯片堆叠技术”这个说法,准确的理解应该是:
剑桥科技在其核心产品(特别是高速光模块和数据中心交换机)中,大规模地集成和应用了上游供应商(如NVIDIA等)所采用的先进2.5D/3D芯片堆叠封装技术。
- 对于剑桥科技而言: 这不是一项他们自己研发的技术,而是他们获取核心竞争力的关键途径,通过采购和应用这些最先进的芯片,剑桥科技能够快速推出满足市场顶级需求的产品,从而在高速增长的 AI 和数据中心市场中占据有利地位。
- 对于市场而言: 当分析剑桥科技的成长性和技术壁垒时,分析其上游供应链(尤其是NVIDIA)的技术路线和产品演进,是理解其未来潜力的一个重要维度,他们能否持续获得并集成最新的、基于先进封装的芯片,直接关系到其产品的市场竞争力。
剑桥科技是先进芯片堆叠技术的“集大成者”和“应用者”,而非“发明者”,他们的价值在于将这些顶尖的芯片技术,通过卓越的系统工程和制造能力,转化为稳定可靠、商业化的电信和网络产品。
