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在人工智能浪潮席卷全球數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的今天，一個曾經(jīng)相對隱秘卻至關重要的器件——數(shù)字信號處理器（DSP），正悄然重塑光通信的未來格局。這里討論的并非傳統(tǒng)語音信號處理的DSP，而是專為高速光互聯(lián)設計的DSP芯片。隨著數(shù)據(jù)中心從100G向400G、800G甚至1.6T的帶寬升級，DSP的重要性愈發(fā)凸顯。尤其是在AI驅(qū)動的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中，低功耗、高性能的互連解決方案成為剛需。

目前，光通信DSP市場已形成由Marvell、Broadcom 和 Credo三家核心廠商主導的三強格局，巨頭之間的較量愈發(fā)激烈。然而，新玩家Alphawave Semi憑借全棧布局嶄露頭角，Retym破局而來，技術架構(gòu)清晰、打法凌厲。新舊勢力交鋒，市場格局暗流涌動。

DSP，為何重要？

光通信DSP（Digital Signal Processor）是現(xiàn)代光纖網(wǎng)絡中的關鍵組件，它通過將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字數(shù)據(jù)編碼為各種光信號，利用復雜的調(diào)制技術（如PAM4和相干調(diào)制）實現(xiàn)高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸。

AI的爆發(fā)式增長催生出超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的新范式，在AI數(shù)據(jù)中心，從GPU到GPU之間傳數(shù)據(jù)，一塊DSP的調(diào)制方式、誤碼率控制能力、功耗表現(xiàn)，直接影響模型訓練的延遲和成本。未來光通信DSP將不再是幕后英雄，而是決定“AI能走多遠”的關鍵基礎設施。

目前，光通信DSP主要分為兩大類：

PAM4 DSP：適用于短距光模塊和有源銅纜（AEC），覆蓋數(shù)據(jù)中心內(nèi)部或數(shù)公里范圍的互連。以低成本、低功耗為優(yōu)勢，PAM4 DSP廣泛應用于800G和1.6T模塊，成為當前市場主流。

相干DSP：通過高級調(diào)制和相干探測技術提升信號質(zhì)量，適用于10公里至數(shù)千公里的長距傳輸，是高性能、長距離網(wǎng)絡的首選。近年來，“相干-lite”概念興起，填補2-20公里中距場景的空白，受到廠商重點布局。

根據(jù)LightCounting最近發(fā)布的《PAM4和相干DSP市場報告》，AI 基礎設施的建設正推動PAM4 DSP出貨量大幅增長，”LightCounting的資深分析師 Bob Wheeler 表示?！暗?2028 年，隨著下一代 102T 交換系統(tǒng)向 200G SerDes 過渡，1.6T 光模塊將消耗超過10億美元的PAM4 DSP芯片。PAM4和相干DSP總的市場規(guī)模將超過40億美元，年復合增長率（CAGR）保持強勁勢頭?！?/p>

三大巨頭的統(tǒng)治區(qū)

Marvell是PAM4和相干DSP領域的雙料冠軍，其產(chǎn)品線覆蓋從短距到長距的廣泛應用場景。Marvell 之所以能在DSP領域占據(jù)主導地位，離不開其對 Inphi 的戰(zhàn)略性收購，這一并購至今仍被視為業(yè)界最具標志性的整合案例之一。

2020 年 10 月 29 日，Marvell 宣布將以現(xiàn)金加股票的方式收購 Inphi，并于 2021 年 4 月正式完成交易，最終總金額約為 100 億美元。這筆收購顯著擴展了 Marvell 在高速連接領域的產(chǎn)品版圖，使其能力從傳統(tǒng)銅互連延伸至下一代光通信系統(tǒng)。

Inphi 擁有業(yè)界領先的高速數(shù)據(jù)互連平臺，涵蓋獨特的硅光子學技術和 DSP 架構(gòu)，特別是在 400G 數(shù)據(jù)中心光模塊方面處于領先地位，精準匹配未來云計算數(shù)據(jù)中心及全球骨干網(wǎng)絡對更高帶寬與更低功耗的持續(xù)需求。其高速電光產(chǎn)品廣泛應用于云服務提供商、有線和無線運營商網(wǎng)絡，是新一代連接基礎設施的關鍵支柱。

在PAM4 DSP領域，Marvell 形成了從 100G、200G、400G、800G到 1.6T 的完整產(chǎn)品矩陣，包括 Spica系列、Nova系列和Ara系列等等。2024年12月，Marvell推出了業(yè)界首款具有 200 Gbps 電氣和光學接口的 3nm 1.6 Tbps PAM4 互連平臺Ara。相比上一代的Nova 2 DSP（業(yè)界首款具有 200 Gbps 電氣和光學接口的 5nm 1.6 Tbps PAM4 DSP），Ara能將1.6 Tbps光學模塊功率降低20%以上。Ara 標志著Marvell在PAM4 DSP上的又一個第一。

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Ara系統(tǒng)框圖（來源：Marvell）

在相干DSP和相干-lite DSP領域，Marvell 推出了 Aquila O-Band Coherent-Lite DSP（型號 MV-CD242），一款面向 800G/1.6T 光模塊的低功耗、低延遲相干-lite DSP。該芯片專為 O 波段固定波長激光器優(yōu)化，支持 2 至 20 公里的中距傳輸，適用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)以及園區(qū)級 AI 集群互連，成為連接未來 AI 基礎設施的重要構(gòu)件。

博通（Broadcom）在PAM4 DSP領域具有非常強的市場地位。博通的優(yōu)勢在于其完整的生態(tài)系統(tǒng)支持，包括與Tomahawk系列交換芯片的深度整合，以及與光學模塊廠商（如Eoptolink）的緊密合作。

博通的DSP以低功耗和高性能著稱，尤其在AI集群和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中占據(jù)重要地位。

博通于今年3月25日推出了最新的Sian3 DSP，采用3nm工藝，支持200G/通道的PAM4調(diào)制，博通聲稱，可為采用單模光纖 (SMF) 的800G和1.6T光收發(fā)器提供業(yè)界最低功耗，與Marvell的Ara類似，也能為1.6T光學模塊降低20%以上的功耗。

與Sian3一起推出的是博通的Sian2M DSP，它專為AI集群內(nèi)的800G和1.6T短距離 MMF鏈路提供專門優(yōu)化的解決方案。通過集成 VCSEL 驅(qū)動器并利用 Broadcom 經(jīng)過市場驗證的 200G VCSEL 技術，Sian2M 為短距離連接帶來了新的性能和效率水平。該技術以 Broadcom 在光互連領域的既有業(yè)績?yōu)榛A，已成功在 AI 網(wǎng)絡中部署了超過 5000 萬個 100G VCSEL 通道。

成立于2008年的 Credo，是一家以SerDes IP 和節(jié)能連接技術見長的廠商，并于2022年在納斯達克上市。在光學DSP領域，Credo以低功耗和高性價比的PAM4 DSP聞名，其產(chǎn)品覆蓋50G至1.6T，支持光模塊和有源電電纜（AEC）。

2025年4月1日，Credo推出超低功耗 Lark光學DSP系列。Lark 系列包含兩款創(chuàng)新型光學 DSP 產(chǎn)品。Lark 800 是一款高性能、高可靠性、低功耗的 DSP，旨在支持新一代全重定時 800G 收發(fā)器，這些收發(fā)器將部署在世界上最大、最密集的 AI 數(shù)據(jù)中心極具挑戰(zhàn)性的電源和冷卻環(huán)境中。Lark 850 專為 800G 線性接收光學 (LRO) 設計，功耗低于 10W。

Credo的獨特之處在于其專注于工業(yè)溫度范圍（-40°C至+85°C），使其在5G前傳/中傳和企業(yè)數(shù)據(jù)中心中具有競爭優(yōu)勢。盡管Credo在技術深度上不及博通和Marvell，但在中小型客戶和新興市場中表現(xiàn)出色。

新勢力崛起：Alphawave與Retym

Alphawave Semi：從IP到硅的轉(zhuǎn)型

Alphawave Semi原本以高速SerDes IP聞名，2023年轉(zhuǎn)型為硅產(chǎn)品供應商，其連接產(chǎn)品集團（Connectivity Products Group）的成立標志著其野心。依托其WidEye架構(gòu)與EyeQ診斷技術，Alphawave切入高速PAM4與相干“Coherent-lite”兩大DSP分支。

Alphawave的首批產(chǎn)品基于3nm工藝，利用3nm工藝的功耗和性能優(yōu)勢挑戰(zhàn)傳統(tǒng)巨頭。產(chǎn)品包括：

• Cu-Wave：是一款適用于最長3米的有源電纜 (AEC) 的PAM4 DSP，數(shù)據(jù)速率高達 1.6Tbit/s，為8 x 200G。產(chǎn)品AW200-C可在主機端和線路端接口上均衡高達 40dB 的損耗（測量的凸塊-凸塊）。AW200-C采用 3nm CMOS 技術節(jié)點制造，并以已知合格芯片 (KGD) 的形式提供。Alphawave Semi 為 1.6T AEC 提供了完整的參考設計。

• O-Wave：用于光學重定時器和變速箱收發(fā)器的200G PAM4 DSP，具有相同的規(guī)格，可支持長達2公里的光纖鏈路。

• Co-Wave：是用于光收發(fā)器的相干-lite DSP。AW400-O采用DP-QAM16調(diào)制，支持數(shù)據(jù)中心跨園區(qū)20公里范圍的800G/1.6T模塊，并包含一個集成的、可配置的 NIST 認證安全引擎，可對連接一個數(shù)據(jù)中心與園區(qū)內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)中心的所有鏈路進行加密。

Alphawave CEO Tony Pialis表示：“從IP到定制硅再到標準產(chǎn)品，Alphawave能夠滿足超大規(guī)?？蛻簦ㄈ绫泵?hyperscaler）的多樣化需求。”這一轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略為Alphawave贏得了與北美一線超大規(guī)?？蛻舻暮献鳈C會，證明了其從IP技術到硅系統(tǒng)能力的“閉環(huán)飛躍”。

Retym：相干DSP的新星

Retym發(fā)音為“Re-Time”，該公司成立于2021年，最近憑借1.8億美元多輪融資迅速嶄露頭角。Retym專門為云和 AI 基礎設施提供可編程相干數(shù)字信號處理器 (DSP) 解決方案。

其首款相干DSP芯片采用臺積電5nm工藝，將被設計用于在 10 公里至 120 公里的范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，但將針對 30 公里至 40 公里的范圍進行優(yōu)化，專注于數(shù)據(jù)中心互連領域市場。據(jù)報道，其芯片正處于測試和驗證階段。

Retym的創(chuàng)始人Sachin Gandhi和Roni El-Bahar擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗，他們的愿景是通過開放生態(tài)系統(tǒng)打破傳統(tǒng)廠商的壟斷。他們在一篇文章中提到，一些DSP供應商甚至直接與自己的客戶競爭，造成摩擦并扼殺創(chuàng)新。

Retym聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術官Roni El-Bahar表示：“過去，相干光學用于超遠距離。現(xiàn)在，我們要讓它走進園區(qū)，讓它平價?！?值得一提的是，Roni El-Bahar 博士此前曾擔任華為以色列研究中心的首席技術官。

Retym的創(chuàng)新點在于混合信號設計，將高性能DAC/ADC與智能DSP算法結(jié)合，顯著降低功耗和成本。El-Bahar指出，隨著相干光學從長距向短距滲透，Retym的解決方案將填補市場空白，尤其是在AI基礎設施中。

幾個趨勢和觀察

在AI驅(qū)動的算力結(jié)構(gòu)中，“誰掌握連接，誰就掌握系統(tǒng)性能上限”。傳統(tǒng)上，大家關注GPU、NPU這些算力芯片，但實際上，連接瓶頸已成為AI系統(tǒng)的核心制約因素。DSP的重要性會越來越凸顯。DSP的發(fā)展和市場需求也暗示出了以下幾個趨勢：

技術路線分化：光通信DSP市場正處于技術與應用的十字路口。無論是PAM4的短距霸主地位，還是相干-lite的中距崛起，都是市場需求的必然產(chǎn)物。

能耗優(yōu)化成為關鍵門檻：隨著DSP芯片全天候運行、高速SerDes集成、高階調(diào)制支持成為標配，功耗與性能的平衡點正取決于工藝節(jié)點的先進性：3nm DSP（如Marvell Ara、Broadcom Sian3、Alphawave系列）已在800G/1.6T模塊中展示出明顯的功耗優(yōu)勢；支持200G/通道的SerDes，需要極致的高速模擬設計與制程支持；工藝節(jié)點的領先，不僅影響單片性能，更在規(guī)模部署后體現(xiàn)為TCO差異的倍數(shù)效應。

平臺化趨勢：未來DSP產(chǎn)品一定是“高速SerDes + DSP邏輯 + 某種安全模塊 + 狀態(tài)診斷 + AI輔助算法”的集成平臺，靠傳統(tǒng)模擬分立方案將會逐步邊緣化。

生態(tài)之爭：傳統(tǒng)玩家（如Marvell、Broadcom）憑借強大的產(chǎn)品覆蓋能力，常常橫跨交換芯片、光模塊與DSP產(chǎn)品，易造成與客戶間“既合作又競爭”的復雜關系。新玩家（Retym/Alphawave）主打“開放式合作”、“不與客戶競爭”，這種策略更容易獲得Hyperscaler的青睞。

利潤結(jié)構(gòu)重塑：芯片廠還是模組廠最賺錢？從產(chǎn)業(yè)價值來看，光模塊廠正面臨利潤擠壓與同質(zhì)化風險，而高端DSP芯片依然是利潤高地。

下一個變量？中國市場可能自研突破低功耗DSP。隨著AI基礎設施在國內(nèi)快速鋪開，具備模擬信號與SerDes研發(fā)能力的公司或?qū)⑶腥脒@塊戰(zhàn)略高地，打破現(xiàn)有海外廠商的技術壟斷。

光通信DSP的戰(zhàn)爭，本質(zhì)是算力互聯(lián)基礎設施的戰(zhàn)爭。無論如何，DSP的大局都未定。

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