數據中心運營商在構建AI集群時，需要在不增加電力和空間預算的前提下獲得更多頻寬。一個新興的解決方案是更好地處理承載數據的光信號。
波分復用
（WDM）技術通過在同一根光纖中傳輸多種顏色的光來提升光纖容量。但這種方法面臨經濟和運營方面的挑戰：運營商需要以合理的成本和功耗，獲得足夠數量的穩定波長，同時保證高可靠性。
傳統方法——為每個波長使用單獨的雷射器——隨著信道數量增加而愈發吃力。每增加一種顏色，就要增加一個雷射器、驅動器和控制迴路，從而增加功耗、成本和潛在故障點。光學頻率梳發生器採用了不同的方式，它從單一光源產生多個均勻間隔的波長，而不是依靠一系列獨立的雷射器。
基於頻率梳的光源並非新事物，多年來一直在電信研究領域流傳。但許多設計所設想的共封裝光學器件，目前更接近試點階段而非量產階段。
Pilot Photonics創始人兼首席技術官Frank Smyth在接受Data Center Knowledge採訪時表示："頻率梳雷射器有潛力讓你在不用擔心干擾的情況下，將更多波長更緊密地打包在一起。"
頻率梳如何生成多個穩定波長
在頻譜分析儀上，梳狀光源呈現為均勻間隔的譜線，形似梳子的齒。在雷射器陣列中，波長數量與元件數量直接掛鉤。每增加一個波長，就要增加一個雷射器、驅動器和鎖定迴路。
Solinide首席執行官兼聯合創始人Marcello Girardi告訴Data Center Knowledge："頻率梳打破了這種關聯。一個泵浦雷射器和一個氮化矽晶片就能同時產生所有波長，波長網格由諧振器本身設定，因此硬體不會隨信道增加而增長。"
傳統雷射器陣列的擴展瓶頸
陣列能很好地處理少量信道，但隨著信道數量上升就會遇到瓶頸。Girardi說："四個波長是已經解決的問題，陣列能很好地應對。困難從八個波長開始出現，到十六個時，元件數量就成了限制因素。"
製造與良率：通過光刻實現固定間距
由於頻率梳的所有波長都來自一個泵浦雷射器和一個無源諧振器，其間距是通過光刻工藝設定的，而非逐一調諧。
Quintessent產品管理總監Steven Estrella表示，與傳統的連續波分布反饋（CW DFB）陣列相比，頻率梳在相同信道數下所需雷射器數量更少。他說："這意味著更少的故障點，從而提高可靠性，同時也降低了在變化環境中的波長控制複雜度。當前磷化銦（InP）連續波分布反饋雷射器供應短缺的情況下，減少所需雷射器數量比以往任何時候都更加重要。"
為何是現在：密集波分復用信道數正從4增至32
多年來，數據中心一直使用粗波分復用技術——通常每根光纖只有四個寬間距波長。如今更密集的、電信風格的方案將八到三十二個波長更緊密地打包在一起。Smyth說："現在你面臨更具挑戰性的波長漂移和雷射器陣列製造良率問題，這正是頻率梳雷射器能夠發揮優勢的地方。"
頻率梳可能首先落地的場景
對於首個部署場景，業內看法不一。Quintessent瞄準的是30到100米之間的鏈路距離。Estrella說："我們的頻率梳雷射器設計用於為機架內和機架間的密集波分復用鏈路供電。這是頻率梳雷射器技術的另一個優勢，因為功耗和頻寬問題在機架內部最為突出。"
Xscape Photonics首席執行官兼聯合創始人Vivek Raghunathan也認同這一點，他指出GPU與交換機之間的橫向擴展鏈路足夠統一，可以實現設計標準化。
Girardi則看到了不同的起點："第一個應用場景是縱向擴展，即機架行之間，因為這正是共封裝光學器件實際被部署的地方。"他也認同縱向擴展是更適合長期發展的方向，但表示這需要等待下一代光學縱向擴展網路技術的出現。
Smyth指出，目前在縱向擴展場景下，單波長輸出功率仍存在限制，尤其是隨著每通道速率的提升，不過他表示公司正在努力縮小這一差距。
Raghunathan表示，通過讓一個泵浦雷射器和控制迴路服務於多個波長，而不是每個信道都複製一套鏈路，鏈路層面的總功耗可能降低2到3倍。更低的鏈路功耗能減少散熱需求。而當光源置於可更換的前面板模組中而非封裝在晶片上時，這部分功耗就能從與GPU晶片競爭的功耗預算中解放出來。這種布局方式還能讓運營商在不觸碰系統其他部分的情況下，更換光源——這是光學元件中可靠性最低的部分。
現狀如何，未來將走向何方
頻率梳雷射器此前一直難以獲得廣泛採用。獨立分析機構Cignal AI在其2026年7月發布的《光學元件初創企業追蹤報告》中提到了對單點故障風險、可調諧性和穩定性的擔憂。
各公司的成熟度參差不齊。Smyth說："各個廠商似乎處於實驗室演示與評估套件之間的不同階段。"
Solinide表示已經在出貨產品。Girardi說："我們有產品，而且已經在銷售。目前我們出貨的是機架安裝單元而非模組，因此價格處於不同的類別，原因在於外形規格和產量，而非技術本身。"
整個行業目前仍缺少一個關鍵要素：用於共封裝光學器件的標準化外部光源模組。目前尚不存在經過認證的版本。Girardi預計到2027年會出現原型產品，2028年實現量產，屆時他也預期成本將下降到足以與成熟的可插拔光學器件形成交叉優勢的水平。
Estrella表示，Quintessent正在向客戶提供頻率梳雷射器樣品。
標準與鎖定問題
標準將決定頻率梳部署最終會成為一個多供應商市場，還是仍局限於少數封閉系統。ELSFP（外部光源小型可插拔模組）標準涵蓋物理光源模組，而OCI MSA（光計算互連多源協議）則涵蓋更廣泛的互連範疇。這些努力結合起來，將使運營商能夠對某個接口標準進行認證，而不是針對特定供應商的產品棧，從而有助於避免被單一供應商鎖定。
Raghunathan說："當平台從八個信道發展到十六個乃至更多時，這正是波分復用技術規模超出現有雷射器陣列良率能力的臨界點，也標誌著頻率梳從眾多可選方案之一轉變為主流架構的轉折點。"
Smyth總結了目前阻礙該技術走向更廣泛應用的因素："阻礙其進一步普及的最大問題在於單波長功率和高良率製造。"
Q&A
Q1：光學頻率梳發生器是什麼？它有什麼作用？
A：光學頻率梳發生器是一種能從單一光源產生多個均勻間隔波長的技術，用於替代傳統的多雷射器陣列。它可以幫助數據中心在不增加過多硬體、功耗和成本的情況下，實現更密集的波分復用，從而提升光纖傳輸頻寬。
Q2：頻率梳雷射器相比傳統雷射器陣列有什麼優勢？
A：傳統方法每增加一個波長就需要增加一個雷射器、驅動器和控制迴路，而頻率梳只需一個泵浦雷射器和一個諧振器晶片就能同時產生所有波長。這意味著更少的故障點、更高的可靠性，以及更低的功耗和製造複雜度。
Q3：頻率梳雷射器技術目前發展到什麼階段，何時能大規模應用？
A：目前該技術仍處於從實驗室演示到評估套件的不同階段，部分公司如Solinide已開始出貨機架安裝產品。行業普遍預計到2027年會出現標準化模組的原型，2028年實現量產並降低成本。
