硅光率先在數據中心光模塊產(chǎn)業(yè)化落地
李淼峰介紹，從國外專(zhuān)家的分析看，硅光可以在光模塊、5G無(wú)線(xiàn)、自動(dòng)駕駛激光雷達、生物傳感、量子等方面得到應用，不過(guò)目前只有光模塊已經(jīng)對傳統技術(shù)有了一定的優(yōu)勢，可以相互競爭，其他方向還有待技術(shù)成熟。
從市場(chǎng)前景看，根據Yole的報告，預計到2025年硅光市場(chǎng)規模將達到39億美元，其中應用于數據中心的就達到36億美元。另外一份來(lái)自L(fǎng)ightCounting的報告顯示，在數據中心市場(chǎng)，硅光模塊到2025年將占據接近一半市場(chǎng)，到2027年將全面超越。
這足以說(shuō)明產(chǎn)業(yè)界對硅光在數據中心模塊市場(chǎng)的成功寄予厚望。據悉，目前英特爾的光模塊預計出貨量超過(guò)500萬(wàn)只。
“數據中心光模塊是硅光技術(shù)短期內可以產(chǎn)業(yè)化落地的最大市場(chǎng)。”在李淼峰看來(lái)“能在產(chǎn)業(yè)化中跑贏(yíng)的技術(shù)一定是低成本且可以成熟批量生產(chǎn)，對于數據中心客戶(hù)而言，成本永遠是第一關(guān)注點(diǎn)。”
對于可插拔模塊的演進(jìn)路徑，李淼峰表示，400G、800G甚至1.6T的時(shí)代，可插拔硅光模塊仍將是主導性產(chǎn)品，因為有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，技術(shù)成熟度高，能夠兼容現有生態(tài)。“我認為，CPO在400G到1.6T不會(huì )是一個(gè)很主流的技術(shù)解決方案。”
另外從封裝形勢看，根據Arista的報告，在2025年之前單波100G模塊仍是主流，單波200G將會(huì )持續攀升但占比不會(huì )太高。2026年之后，單波100G走向下滑通道，單波200G將占據主導位置。
硅光晶圓制造國內有條件支撐本土需求
談到硅光產(chǎn)業(yè)鏈，李淼峰先以傳統半導體行業(yè)為例。來(lái)自中國產(chǎn)業(yè)研究院《半導體全景產(chǎn)業(yè)鏈圖》的報告，半導體行業(yè)在設計、制造和封測上形成了穩定的三分天下的格局；設計軟件基本被國外壟斷，國內設計能力在飛速進(jìn)步；高端制造能力國內基本空白，近些年處在奮起直追中；封測行業(yè)我國在全球擁有較強的競爭力，市場(chǎng)占有率高。
回到硅光產(chǎn)業(yè)，李淼峰認為與傳統半導體行業(yè)類(lèi)似，仍將是設計、制造和封測三分天下的格局。不同的是，硅光設計方面，國內已經(jīng)和國外沒(méi)有太大差距；制造領(lǐng)域，硅光晶圓制造國內有條件支撐本土的產(chǎn)品需求；封測領(lǐng)域一直是強項。“相對傳統半導體產(chǎn)業(yè)鏈，硅光產(chǎn)業(yè)我們是有優(yōu)勢的，有條件跟國外齊頭并進(jìn)。”
具體到硅光制造，李淼峰介紹，硅光晶圓制造過(guò)程不需要非常先進(jìn)的工藝，但相比于傳統的標準CMOS工藝存在一些不同，不過(guò)沒(méi)有太大差異。因此在技術(shù)上，國內完全有能力支撐本土產(chǎn)品的需求，但是目前硅光子在通信市場(chǎng)的需求總量與CMOS Fab產(chǎn)能存在巨大的鴻溝。
“通俗的說(shuō)，Fab產(chǎn)能很大，每月可以有數千、上萬(wàn)片的產(chǎn)能，但是硅光子可能只要幾百、幾千片就能覆蓋全球范圍的需求。”李淼峰表示，面對這一鴻溝，需要集中國內客戶(hù)的需求來(lái)支持硅光Fab的發(fā)展。
另外，不同Fab的工藝之間存在差異不能形成統一的標準，導致流片Fab的切換時(shí)間和經(jīng)濟成本巨大。呼吁Fab能夠從標準層面統一，讓客戶(hù)能夠更容易從一家Fab轉移到另一家Fab。
數據中心硅光芯片需要持續的優(yōu)化功耗
李淼峰表示，雖然硅光技術(shù)在數據中心市場(chǎng)領(lǐng)域具有延續性和可持續性等優(yōu)點(diǎn)，在更多路并行和更復雜的調制格式方面有優(yōu)勢，另外在產(chǎn)品化方面也獲得一定的成功，但是還有諸多方面需要提升。
例如，硅光芯片的效率比較低，導致?lián)p耗問(wèn)題。因此，數據中心硅光芯片需要持續的優(yōu)化功耗，在光和電兩個(gè)維度上不斷提升并找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。與此同時(shí)，光學(xué)和電學(xué)性能的改善最終統一到更低的單位bit能耗。
光學(xué)損耗的改善方面，通過(guò)波導體系的設計（包括結構、材料和工藝），耦合器的改善等，盡量降低調制器的損耗。電學(xué)的改善方面，主要是通過(guò)更高的帶寬，更高效率（VpiL）且工藝一致性高的有源區設計以及更先進(jìn)的封裝形式降低信號劣化。
如何實(shí)現功耗權衡，主要監控的指標是OMA和TDECQ，假設TDECQ固定的情況下，盡量提升OMA。提升OMA有兩種方式：一是提高消光比，具體是提升調制器效率和提高Driver輸出電壓；二是提升出光功率，主要通過(guò)降低芯片IL和提升LD功率（數量）。權衡就是這幾個(gè)指標的互相平衡，從而找到性能最佳點(diǎn)。
李淼峰指出，其實(shí)從產(chǎn)品的角度看能耗和成本也存在一個(gè)權衡，需要從芯片設計和模塊BOM、封裝的角度，需要進(jìn)一步的改善整個(gè)模塊的成本。當然數據中心硅光芯片還需要在良率提升上下大的力氣。
