罗盘 / 每比特能耗
暗星档案 · 未点亮的星

每比特能耗 · 网络能效墙

本条为初评草案(AI 辅助编目 · 评于 2026-07):T 阶为三问初评(撬动面 × 停滞度 × 临界性),双评过 σ 门并红蓝复核后才升"已建档"。查不到的字段留空不编。点亮者会进入亮星候选流程,其贡献与星阶按 HCF 独立重评,不从暗星自动继承。

每比特能耗 · 网络能效墙T6 量级 · 行星
信息流动的物理成本正逼近现有器件极限,缺少数量级下降路径——AI 时代流量爆炸的隐形天花板,接近无人区。
暗星编号DS-0094
E · 能量与能力前沿
领域information-communication
状态初评草案 · 待双评与红蓝复核
这是什么 · 为什么难

全球网络与数据传输的耗电量随流量持续攀升,而收发、交换、光电转换环节的每比特能耗改善速度已明显放缓、逼近现有器件路线的极限。这是文明级方向,因为通信是所有数字系统的底层开销:每比特能耗决定「信息流动的物理成本」,是 AI 时代流量爆炸能否持续的隐形天花板——算力在狂奔,把数据搬到算力面前的成本却没有同步的数量级下降路径。攻破后,带宽会像今天的算力一样不再是稀缺品,远程医疗、沉浸式协作、全球数据流动的成本地板整体下移。

卡在哪 · 机制级卡点

光电转换与串行器/解串器(SerDes)的能耗随速率提升下降越来越慢,CMOS 微缩红利见底;共封装光学等候选路线工程复杂度极高、产业生态未定。更深的卡点是结构性的:该问题散落在设备商研发部门内部,缺少聚焦的公共研究议程和统一的能效基准,接近无人区。

谁在攻

设备商研究部门(诺基亚贝尔实验室、爱立信研究院)与学界零星在攻,接近无人区

怎么参与

读光电子、集成光学与低功耗电路设计,进设备商研究院(贝尔实验室、爱立信研究院)或高校集成光子学实验组。切入子问题:共封装光学、低能耗 SerDes,或先做一件没人做的基础工作——建立公开的「每比特能耗」测量与基准体系,让这个问题变得可见。

谁在攻这颗暗星 · 攻关者名录7 人

这不是终点站——今天在这颗暗星上攻坚的人,就是明天点亮它、登上星光榜的候选。名录含科研、创业与第三方三类关键角色,初评待核实,欢迎补充与纠正。

ACADEMIA学界 · 科研6
大卫·米勒David A. B. Miller电气工程/应用物理教授
斯坦福大学
提出「阿托焦耳光电子学」框架,系统论证互连每比特能耗的物理极限与下降路径,是「信息流动物理成本」这一命题的理论奠基者。
克伦·伯格曼Keren Bergman电气工程教授、光互连研究领军人
哥伦比亚大学
长期主持能效光子互连与数据中心光网络研究,推动共封装光学与低能耗片间通信,直接攻「每比特能耗墙」。
弗拉基米尔·斯托亚诺维奇Vladimir Stojanović电气工程教授、Ayar Labs 联合创始人
加州大学伯克利分校 / Ayar Labs
硅光子与低能耗链路专家,联合创办 Ayar Labs 把单片集成光互连产业化,目标是把每比特能耗压到电互连做不到的量级。
拉吉夫·拉姆Rajeev Ram电气工程教授、Ayar Labs 联合创始人
麻省理工学院(MIT)/ Ayar Labs
集成光子学与能效器件专家,研究把激光/光电转换集成进芯片以突破 SerDes 能耗瓶颈,并联合创办 Ayar Labs 推动落地。
约翰·鲍尔斯John Bowers光电子学教授
加州大学圣塔芭芭拉分校
硅基集成激光与高能效光子器件领军学者,其硅上异质集成激光技术是把光互连能耗持续下压的关键器件基础。
米哈尔·利普森Michal Lipson电气工程/应用物理教授
哥伦比亚大学
硅光子学奠基级学者,研究低功耗片上光调制与光互连器件,为每比特能耗的数量级下降提供核心器件路线。
INDUSTRY业界 · 创业与工程1
马克·韦德Mark Wade联合创始人兼 CEO
Ayar Labs
领导共封装光学(CPO)商用最激进的公司 Ayar Labs,把「用光替代铜」的低能耗片间互连推向真实芯片产品。

去哪家 · 机构与公司名录5 家 · 其中初创/成长期 5

给求职者和投资人的信息增量——不只是听过的大机构,更多是正在攻这颗暗星的初创与新公司(联网实搜、初创优先排序,初评待核实)。

Xscape Photonics初创
A轮(累计 $57M) · 美国 纽约(哥伦比亚大学 spinoff)
ChromX 多波长硅光平台,用密集波分复用在单根光纤上提能效、降每比特能耗
$44M A轮由 Nvidia、Cisco 支持——大学 spinoff 直接被两大巨头押注,多波长路线是提升单纤能效的差异化打法
Neurophos初创
种子轮($7.2M) · 美国 德州 Austin
用超材料光学做 AI 推理计算,目标以极低能耗完成矩阵运算
$7.2M 种子轮由 Gates Frontier 领投——把光子从"搬数据"推进到"算数据",探索计算侧的能效数量级突破
Lightmatter成长期
2017 创 · 成长期(估值约 $44 亿) · 美国 加州 Mountain View
3D 光子互连(Passage M1000 光子中介层),把每比特能耗压到 <3 pJ/bit,单封装 34 颗 chiplet、114 Tbps 双向带宽
↗ 宣称数据中心互连能耗降到电互连的 1/6~1/20,已加入 NVIDIA NVLink Fusion 生态——直击"把数据搬到算力面前"的能耗天花板
Ayar Labs成长期
2015 创 · C轮(累计 $593M) · 美国 加州 Santa Clara
共封装光学(TeraPHY 光 I/O + SuperNova 光源),用硅光把每比特能耗和延迟大幅拉低
↗ 累计 $593M、2025 年 $250M C1轮;co-packaged optics 领域的标杆,Intel、Nvidia 早期押注——每比特能耗数量级下降的主攻手之一
Celestial AI成长期
被 Marvell 以超 $50 亿收购(2025) · 美国 加州 Santa Clara
Photonic Fabric 光子互连技术,为 AI 集群提供高带宽低能耗的数据搬运层
↗ C1轮累计 $515M 后 2025 年被 Marvell 超 $50 亿收购——光互连赛道最大退出案例,印证每比特能耗是 AI 基础设施的核心战场

来源 · 可查证