一篇搞懂 Celestial AI：Marvell 用 32.5 億美元買下的「把光送進晶片肚子裡」

5天前
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Marvell 在 2026 年 2 月完成收購 Celestial AI（約 US$3.25B 全股票）。它買的不是「又一個 CPO」，而是 in-die 光 I/O——能把光直接送到 GPU／ASIC 晶片內部的任何一點，不再只停在晶片邊緣。
核心產品 Photonic Fabric 靠 OMIB（光學版的 EMIB）＋GeSi EAM 調變器，官方宣稱比傳統 CPO 25 倍頻寬、10 倍低延遲，單顆 PFLink chiplet 做到 14.4–16 Tbps。
真正的護城河是 GeSi EAM 製程（IP 來自收購 Rockley Photonics）與 CoWoS-L 整合，不是漂亮的架構圖。但這是 scale-up 的 2028+ 故事，現在仍在 narrative 階段。

1. 痛點：AI 晶片缺的從來不是算力，是「餵不飽」

把一顆現代 AI 加速器想成一座超大工廠。問題早就不是廠房裡的機台不夠快——FLOPs 已經很便宜了——而是原料進不來、成品出不去。資料要從 HBM 搬進運算核心、運算結果要送去隔壁的 GPU，這段「搬運」才是瓶頸。

這個瓶頸有兩道物理牆。第一道叫岸邊密度牆（Beachfront Limit）：晶片的算力與記憶體容量是按「面積」成長的，但傳統銅線 I/O 只能擠在晶片四周的「邊緣」。晶片做得越大，能塞在邊緣的接腳卻沒有等比增加，於是越大的晶片反而越餵不飽。第二道叫距離延遲：銅走線的延遲大約是長度乘上 1 ns/mm，所以 HBM 只能緊緊貼著 GPU。

光不應該被強制留在晶片邊緣排隊——它應該能直接走進晶片中央。

2. 排除誤解：Marvell 買的不是「又一個 CPO」

市場第一反應是「Marvell 補強 AI 光通訊」，把它跟一般 CPO（Co-Packaged Optics，共封裝光學）混為一談。這是誤讀。要看懂 Celestial AI 的位置，得先把三家最受矚目的矽光子（Silicon Photonics，SiPh）新創擺在一起看，它們代表三種完全不同的「整合維度」：Ayar Labs 是側邊鋪路（光引擎放 GPU 旁邊，side-car）、Celestial AI 是垂直蓋樓（光引擎埋在運算晶片肚子底下，in-die）、Lightmatter 是換地基（把所有晶片種在一整片矽光晶圓上，wafer-scale interposer）。

一句話記憶：Ayar 幫晶片「裝寬頻」、Celestial 幫晶片「加樓層」、Lightmatter 幫晶片「換地基」。Ayar 最成熟但受晶片邊緣限制，Lightmatter 最激進，Celestial 走的是中間那條最務實、卻最難做的路——既打破邊緣限制，又沿用既有封裝流程。

3. 技術本質：把光從「晶片旁邊」搬進「晶片肚子底下」

Celestial 的核心招式，是把資料的進出口從晶片邊緣（Edge）改成晶片整個底面積（Area）。傳統 CPO 只能從晶片四周邊緣引出訊號，受周長限制；Celestial 的 Vertical Area I/O 讓光從晶片整個底面積垂直進出，頻寬與算力同步以平方擴展。

那要怎麼把光「埋」進去？答案叫 OMIB（Optical Multi-Chip Interconnect Bridge，光學多晶片互連橋）。最直覺的理解是：它就是「光學版的 Intel EMIB」。EMIB 是埋在基板裡的小矽橋，用來在封裝內連接 GPU 和 HBM；OMIB 同樣埋在基板裡，但它連接的是運算晶片與整張光傳輸網路，而且用的是 TSMC 的 CoWoS-L 先進封裝。

4. 拆解 Photonic Fabric：四個關鍵組件

Celestial 的產品平台叫 Photonic Fabric，是一套 full-stack 解法（photonics ＋ mixed-signal ASIC ＋先進封裝＋軟體）。

4.1 三種產品形態：PFLink（可授權的光連接 chiplet／IP，單顆 14.4–16 Tbps，約現有 1.6T 埠的十倍）、PFSwitch（低延遲高頻寬 scale-up 光交換機）、OMIB（封裝級光學橋）。

4.2 四層整合：Photonic Fabric 從「片內」就開始用光——片內（mm 級）→ 包內（die 對 die）→ 包對包（透過光纖陣列 FAU，公尺級）→ 包對 fabric。傳統 CPO 只處理最外層，Photonic Fabric 把銅互連的 NVLink、PCIe 整段換成光。

4.3 OMIB 的真實長相：它本質是一顆大型主動式矽光子 IC（Active PIC），用 SOI 製造、嵌在 CoWoS-L 基板裡。XPU 從底部 micro-bump 把訊號垂直打進 OMIB，EIC（TSMC 4/5nm 驅動晶片，含 SerDes／TIA／Driver）堆在上面；非光路區打 TSV 供電，雷射用外部 ELS 隔熱、光纖經 FAU 帶出。

4.4 騰出來的晶片邊緣全部還給記憶體：把光 I/O 移到中央，原本被光通訊介面佔滿的晶片邊緣被釋放，可重新分配給 4 組 DDR ＋ 2 組 HBM 控制器。這就是「記憶體解構（Memory Disaggregation）」的物理基礎——光延遲只有約 0.02 ns/mm（銅是 1 ns/mm），HBM 可被移到幾公尺外的機櫃建成記憶體池，GPU 存取卻像在旁邊。

5. 護城河：為什麼只有 Celestial 敢賭 GeSi EAM

懷疑論者會問：架構很美，但別人複製得了嗎？答案藏在一個多數人忽略的零件——調變器（Modulator），把電訊號變成光訊號的開關。產業在這件事上分三派：

路線	代表廠商	尺寸	熱穩定	定位
MRM 微環	NVIDIA / Lightmatter / Ayar / Intel	~15µm	差（需加熱器）	極致密度派
MZM 干涉	Broadcom	>1000µm	高	交換機 CPO 霸主
GeSi EAM	Marvell / Celestial AI	~50µm	高（>85°C 寬溫）	短距高密度互連

Celestial 選了第三條路，而且這正是它最硬的護城河，原因有三：

IP 來源難以複製：GeSi EAM 的關鍵 IP 來自收購的 Rockley Photonics，它花數年才解決鍺矽晶格不匹配（Lattice Mismatch）與暗電流（Dark Current）。
製程是精細活：做一顆只要吸光的 Ge PD 很容易；但 EAM 必須運作在吸光／透光的能隙懸崖邊緣，需要極精準的應力工程與成分配比。
專利＋製程雙重牆：競爭者想轉 GeSi EAM，得同時跨過 Rockley 專利組合與製程參數重頭研發兩道門檻。

EAM 陣營賭的是：客戶寧願要一個稍微大一點、但絕對穩定的方案，也不要在 GPU 旁邊伺候一個怕熱的嬌貴元件。

6. 產業連結：Marvell 接到哪、誰受惠、走到哪一步

6.1 Marvell 的算盤：Marvell 原本就有 Inphi 的 DSP、MZM 與 EML（適合長距交換），缺的正是短距高密度互連。補進 Celestial 的 in-die EAM 後，它能對自研 ASIC 的雲端巨頭提供整套 Optical CXL Appliance：Structera CXL 控制器當大腦、UCIe 當介面、PFLink 當翅膀，跨機櫃總延遲約 135 ns。核心戰略是繞過 NVIDIA 主導的 CoWoS＋standard CPO，直攻自研 ASIC 的 hyperscaler。

6.2 想像空間：接到 Google MPU 上：市場傳出 Google 與 Marvell 洽談共同開發 MPU（Memory Processing Unit），專攻「資料搬移」瓶頸——正是 Photonic Fabric 的主場。技術契合度高，但整進客製 ASIC 須讓 XPU 把 SerDes／UCIe 佈到晶片中央對準 OMIB，並處理 OMIB 夾在熱源與散熱路徑間的散熱。難點在 co-design 與熱管理，不在光元件本身。（資訊強度：MPU 合作為媒體報導未定案，整合可行性為推斷、時程為猜測，信心度中）

6.3 供應鏈誰跟著吃肉：

環節	代表廠商	受惠邏輯
SiPh 代工	GlobalFoundries / TSMC / UMC	active interposer／PIC wafer，GF 被低估
CW／外部雷射	Lumentum / Coherent / 聯亞 / 華星光	ELS 隔熱架構需大功率 CW 雷射
FAU／光纖陣列	Senko / Sumitomo / Browave / 上詮(TFC)	包對包靠光纖帶出，FAU 需求大增
Bumping／OSAT	Amkor / ASE(日月光) / SPIL(矽品)	後段 chiplet 整合與光電模組組裝
載板／長距	Unimicron／欣興；Lumentum / Coherent / Ciena	CoWoS-L 有機中介層；跨 DC DCI 與 OCS

bump 這條線值得補一句：OMIB 的全面積垂直 I/O 把 micro-bump 從邊緣搬到整個晶片底面，單顆 XPU 的 bump 數量明顯上升；pitch 持續微縮（主流 35µm，hybrid bonding 下探 5µm），加上非光路區要打 TSV 供電，對 OSAT 與載板都是價值量提升。

6.4 走到哪一步了：standard CPO 是 scale-out 的解、已量產（Meta 實測 800G CPO 比可插拔省 65% 功耗、MTBF 三倍）；Celestial 這種 in-die／SiPh interposer 是 scale-up 終局，但雲端生產環境部署案例還沒出現。兩條軸線並存到 2028，營收要等 2028 之後。（資訊強度：量產現況為已知事實，時程為合理推斷，信心度中）

總結

濃縮成三句話：第一，Marvell 買 Celestial，買的是「把光送進晶片肚子裡」的能力（in-die 光 I/O），不是又一個 CPO。第二，真正的護城河不是漂亮架構圖，而是 GeSi EAM 的製程與 Rockley 專利——別人想抄也得從頭研發。第三，這是 scale-up 的 2028+ 故事，現在追，追的是 narrative 與供應鏈卡位，不是今年的營收。

所以現在該盯什麼？盯第一個把 Photonic Fabric 真正放進量產 ASIC 的 hyperscaler 訂單——尤其 Google MPU 是否落槌給 Marvell。那一刻，才是這個故事從投影片走進機房的訊號。

本文為技術與產業趨勢分析，聚焦 Celestial AI 產品與技術說明，不構成任何投資建議。