LUCEDA PHOTONICS(简称“Luceda”)脱胎于比利时IMEC、根特大学与布鲁塞尔自由大学,是全球领先的光电子芯片设计自动化(PDA)软件服务商、光电子芯片全流程解决方案提供商。公司业务贯穿设计、测试、量产到良率分析的全生命周期,提供涵盖全流程PDA工具、晶圆测试装备及良率分析方案的闭环生态支撑,以“首次即成功(First-Time-Right)”的核心理念,助力客户从设计到规模化量产的高效落地。2025年,Luceda被国内EDA上市公司广立微全资收购,双方在技术、市场层面深度协同,共同开拓光电融合设计赛道。
编者按
你用的网速越来越快,AI算力更是每年翻倍,但传统的电信号互联已经快“跑不动”了,怎么办?答案是:换光!硅光概念诞生了二十多年,直到这两年,800G、1.6T光模块被AI数据中心疯抢,CPO成了热词,硅光才终于从实验室站到了舞台中央。本期《芯片揭秘·大咖谈芯》对话Luceda总裁曹如平,她所在的公司半年前刚被国内EDA上市公司广立微收购,正处在融合的关键期。她将从工具厂商一线视角,拆解硅光如何从“备选方案”,跃升为 AI 算力互联的“刚需基建”?“首次设计即成功”的背后,究竟有哪些硬核技术支撑?以及,全产业链协同还差哪几块关键拼图?
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*以下为播客文字整理版,已获嘉宾确认和授权。
电穷光起:AI算力让硅光“从幕后到台前”
幻实:被观众们催更了很久的Luceda专访终于来了!曹博士,想请您先给大家科普一下,做光芯片为什么不能用传统的EDA工具?PDA和EDA在工具链设计上最大的差异在哪里?是技术理念、产品形态,还是知识体系?
EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化):是指使用软件工具和方法对电子系统进行建模、设计、验证与实现的技术体系,主要应用于超大规模集成电路(VLSI)设计。
PDA(Photonic Design Automation,光子设计自动化):是指专门用于光子集成电路(PIC)设计的软件工具链,通过自动化手段完成光波导、激光器、调制器等光子器件的建模、仿真、布局及验证。
曹如平:光子和电子非常不同。光子集成芯片,用到的是光子特性。我们要看它的幅度、相位、偏振,而电子芯片看的是电压、电流。这个根本差异导致了从硅光元器件级和系统级设计、系统仿真,到最终版图验证,每个环节的物理量都不一样。举几个例子:
器件设计上,我们需要设计弯曲的波导,通过对波导施加偏置,去调制它里面的信号传输状态,这和电子完全不同。
系统仿真上,则需要去看光信号的波长、幅度、相位和偏振,所以和电子用到仿真工具也不一样。
最后验证版图时,验证的物理量也不同。
幻实:我感觉两者在整个理念上都是有差距的。
曹如平:对。但我们也会借鉴EDA当中的很多方法论。比如不同的抽象层级,有对应的设计和验证方法。我们既需要去学习EDA的方法论,也要和EDA的生态去做融合,包括数据库格式、软件接口等等,为后面的光电芯片融合设计做准备。
幻实:理解,你们要思考的维度更高,已经在布局光电融合设计了。
光子芯片、电子芯片对比(图源:Luceda)
幻实:问您一个职业选择问题。我看您有非常国际化的履历,在法国读书,毕业后加入了Mentor——全球前三的EDA大厂。为什么后来会去Luceda这样一家跟Mentor比起来算“小微企业”的公司,而且还是做光相关的业务?你是看到了十几年后的行业吗?怎么做出的预判?
曹如平:可能是我选择研究方向的时候,电子芯片正走向摩尔定律的极限。当时有几个方向:
一个是把传统机械系统(如传感器、微镜)集成到芯片上来的MEMS,它那会儿已经是一个很成熟的行业。
另一个是把传统分立的光器件集成到芯片上。这个逻辑其实跟MEMS是一样的,就是把分立的巨型系统用半导体平面工艺做到芯片上,实现大规模制造。当时业界认为这有可能复制MEMS的成功,所以我就选择了硅光。
幻实:MEMS这条路走过来其实蛮艰辛的,设备、材料全都不一样。
曹如平:对。硅光也是挺艰辛的。去年大家都在说是硅光量产的元年,其实早在十几二十年前硅光刚起步的时候,大家就希望有这么一个爆发,但看不到到底是哪一天。去年终于看到硅光在算力中心有了大规模应用,我们都很开心。
幻实:终于等到了这个历史的转折点——从研究到小试,再到批量化的市场导入。当时你们预想到会爆发的是数据中心这个场景吗?
曹如平:有想过。当时我们看的发展路线图就是硅光会渐渐取代铜缆,从数据中心间、到板级间、到芯片间,甚至到同一个芯片上光电器件替代电互联。现在确实是照着当时的预言在一步步实现,包括目前比较火的CPO、OIO,已经把光做到芯片间互联,甚至是芯片上互联。只不过当时大家在辛苦做科研的时候,还不知道什么时候能发生。
CPO(共封装光学,Co-packaged Optics):把光引擎和电芯片(如交换芯片、计算芯片)封装在一起,缩短电信号传输距离,大幅降低功耗、提升带宽。
OIO(光学输入输出,Optical Input/Output):用光信号替代电信号,直接连接芯片与芯片之间的数据通路。比CPO更前沿,目标是实现芯片间的“光互联”。
幻实:你们亲身经历了这个过程,感受更加真切。
从“手搓”到PDK:硅光产业离成熟远吗?
幻实:最近大家最近都在谈光模块,尤其是800G、1.6T光模块在被AI数据中心疯抢。曹博士,您做PDA软件,是量产体系里的一个重要环节,从你们一线视角来看,国内光芯片产业目前发展到哪一个阶段了?
曹如平:硅光产业的发展轨迹和MEMS类似。以硅光工艺平台为例,早期各家企业基于自有的工艺平台开展定制化研发,投入成本高、研发周期长。如今行业开始出现成熟的工艺厂,作为工具提供方,我们正致力于提供可靠成熟的PDK,它包含已知性能的硅光元器件,以及能够准确预测良率的模型。依托成熟工艺和PDK,硅光Fabless就可以快速完成芯片开发。
PDK(工艺设计套件,Process Design Kit):工艺厂提供给设计公司的“工具箱”,包含已测试好的器件模型和设计规则。
幻实:所以硅光芯片的量产体系已经完善了吗?还是在完善路上?
曹如平:还是在完善的路上。跟EDA、IC设计相比,硅光还是在工艺层面做定制,定制的层级非常基础。我们希望把软件体系和工艺体系隔离,这样的好处是可以把设计方法论抽离出来。将设计方法论统一后,可以让它适配硅光、磷化铟、薄膜铌酸锂等不同平台,降低企业研发门槛。
幻实:硅光行业发展特别快,最近你们接到的定制开发订单是不是越来越多?
曹如平:对,最近可以说是“爆单”了。我们也希望帮助行业走向成熟化。一方面,很多硅光Fabless客户花大量精力做工艺定制化,其实是为了实现产品差异化的优势。另一方面,数据中心对硅光模块的需求量很大,而且时间非常紧迫。我们希望帮助这些硅光设计公司缩短产品上市周期,这就要求工艺厂能够提供更成熟、更标准的PDK和工艺能力。如此一来,客户在开发产品时,就不需要在那些基础的物理共性技术上重复投入,而是把精力放到更高层级的创新上。我们的目标,就是帮助客户把硅光芯片快速推向量产。
幻实:产品能快速上市,肯定是每家企业都渴求的。我们现在都在谈AI设计自动化,你们硅光领域有没有这种功能开发的可能性?
曹如平:有的。早在十多年前,我们产品开发初衷就是帮助用户“首次设计即成功”。从设计到生产、测试、数据分析,再返回设计,我们的PDA工具全流程高度自动化。另外通过仿真工具预测芯片生产后是否和设计初衷吻合,还有通过验证工具保障芯片的可制造性。所以我们在做点工具和自动化流程的过程中,都会贯彻“首次设计即成功”的理念。
幻实:你们会不会觉得自己给客户的预期太高了?“首次设计即成功”听起来很有压力。你们有没有出现过客户流片失败了,回来找你们“救火”的故事?
曹如平:最近听英特尔说如果第二次流片失败就要解雇人,不过我们可以预防这类情况。早期有一批用户回来跟我们说,用我们的软件IPKISS画出来的版图非常好看。其中的意思就是说他通过了DRC设计规则检查,这相比传统的或者从EDA移植过来的工具效率更高。目前我们已经推出新的DRC工具,能够在设计阶段,把设计规则上的错误给排除掉。另外我们马上要推出完全针对硅光需求的LVS工具——不是从EDA工具套用过来,而是从硅光需求出发定义的,可以帮助设计团队避免高额的流片损失。
DRC(设计规则检查,Design Rule Check):一种用于检查芯片版图是否满足制造工艺要求的自动化工具。DRC工具本身是全球通用的,但检查时需加载晶圆厂提供的专属规则文件。不同工艺厂、不同工艺节点的规则各不相同,DRC通过后才能送厂流片。
幻实:如果花点小钱能省下流片费用和时间,没有人会不愿意。现在国内外的硅光产线工艺都不太成熟,标准也不大一致。你们作为工具服务厂商,怎么去匹配这么多标准?您觉得未来硅光会像电子CMOS那样统一工艺标准吗?
曹如平:光电融合是行业确认的大趋势,因此我们在工具设计之初就会考虑和EDA生态融合,学习他们的设计逻辑。要想做到光和电的协同设计、协同仿真,两者数据库格式、软件接口都要统一标准。这不难做到,因为不同的工艺平台,比如硅光、薄膜铌酸锂等,底层的设计理念和方法论与EDA一致。
幻实:您讲解得非常清楚了。所以你们并不觉得标准千差万别,它还是有章可循。
广立微&Luceda:聚力向光
幻实:替广大网友问个问题,你们作为一家比利时背景的公司,和广立微联姻后半年多融合得怎么样?欧洲的“小而美”和中国的勤劳文化有没有冲突?
曹如平:中国企业对市场需求的敏锐度高、产品迭代快。欧洲企业像Luceda则是长跑思维,做技术产品需要非常高的专注度和严谨性。两者风格不一致,但正好互补。我们可以以扎实的技术基础,配合广立微在中国本土市场的敏锐度和快速迭代能力,实现取长补短、协同发展。
幻实:现在时代发展太快了。2026年像是硅光的商用元年,无论国内还是海外,忽然一时间大家都在聊光,不在光的领域里就感觉自己是落后的。所以我要努力靠近曹博士,多感受光的存在。
曹如平:我们一起站在光里。
幻实:我想问问曹博士,未来2~3年,你们作为工具厂商看到的产业发展瓶颈是什么?怎么去突破它?有没有具体的蓝图?
曹如平:当前硅光产业最大的瓶颈,在于全产业链的协同联动。如今单一环节的技术研发都已具备成熟经验,但设计、制造、封装、测试各环节衔接仍存在错配问题,容易出现设计成果无法落地生产、成品难以完成封装测试等情况。同时,多种新型工艺平台、先进封装技术相互结合,也要求在设计阶段就统筹全流程需求。
想要突破这一难题,一方面需要产业链上下游加强沟通协作,另一方面我们也会继续强化工具的自动化能力,打通各环节的数据与流程壁垒。
硅光产业链图解(图源:Luceda)
幻实:这个问题听起来还是比较普遍的。海外硅光产业链有更好的解决办法吗?
曹如平:一方面,我们作为软件商以自动化来为生态建设做贡献;另一方面,海外会有产业联盟、科研机构牵头,把产业链各个环节的企业聚到一起,共同探讨这个标准如何统一,信息差如何去对齐,最终打通从设计到量产的完整链路。
幻实:听起来海外硅光行业似乎和国内处在相同的阶段,我们并没有落后太多。
曹如平:没错,甚至我们在某一些点上是国际领先的,里面包括我们的硅光设计客户,我们也感觉到非常自豪。我们走出了一条有差异化且领先的道路。
幻实:好的,谢谢曹博士今天的分享。我觉得Luceda在硅光时代的先发优势,离不开多年的技术积累。预祝你们爆单的烦恼快速得到解决,也祝你们能用AI实现“首次设计即成功”的愿景。
曹如平:谢谢。
END
采访 | 幻实 编辑 | 小茄 审核 | 幻实
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