硅光可期，2027年市場(chǎng)價(jià)值將達120億美金
LightCounting報告預測，硅光在未來(lái)光通信行業(yè)中會(huì )占越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。到2027年，超過(guò)50%的市場(chǎng)份額會(huì )由硅光為基礎的光收發(fā)模塊占據，總市場(chǎng)價(jià)值可達到120億美金。
希烽光電成立于2007年，具備獨特的“IDM-Lite”硅光業(yè)務(wù)模式，在業(yè)內具備最齊全的硅光技術(shù)平臺，包括Ge/Si PD-APD,相干調制接收，Nx100G PAM4調制陣列等芯片來(lái)支持光通信應用。以業(yè)內領(lǐng)先的Ge/Si APD為基礎，希烽在業(yè)內最先推出100G-ER1. 8x100G-nWDM 以及 400G-ER4 一系列解決方案。
在回顧硅光商業(yè)化進(jìn)程時(shí)，于讓塵表示：“希烽光電是最早推出Ge/Si PD和Ge/Si APD產(chǎn)品并實(shí)現幾代速率迭代更新，在相干應用方面是業(yè)內比較早推出相干接收芯片，最近又推出集成了發(fā)射、調制以及接收的整體集成芯片，在多通道的PAM4 PIC方面，希烽光電推出了400G DR4 Tx PIC和800G DR8 Tx PIC，為數據中心應用打下堅實(shí)基礎。”
Ge/Si PD已大規模應用在5G和數據中心中，希烽光電出貨量已達到2000億器件小時(shí)。在數據中心中，公司一系列的4×25GB和4×50GB的Ge/Si的PD陣列，已用在多種形態(tài)的數據中心的收發(fā)模塊。
于讓塵指出，Ge/Si APD是未來(lái)25G PON和50G PON接入網(wǎng)的一個(gè)重要的技術(shù)平臺。“在現網(wǎng)應用方面，希烽光電占有超過(guò)200億器件小時(shí)的應用，在下一代25GPON和50PON方面，Ge/Si APD也會(huì )繼續提供更好的性能以及更有競爭力的成本，Ge/Si APD同時(shí)也是下一代的單波100G，400G的加長(cháng)距離應用的重要技術(shù)平臺。”
在加長(cháng)距離應用方面，希烽光電最近推出的100G-ER1-40可以覆蓋到40公里;在更遠且更小方面，希烽推出的100G-ER1-40 SFP56-DD已經(jīng)在光網(wǎng)絡(luò )系統中開(kāi)始商用，下一代的100G-ER1 SFP112在今年會(huì )開(kāi)始市場(chǎng)導入;以單波100G為基礎，希烽光電推出了100G O-波段8波波分 100G-ER1-nWDM;希烽也在推動(dòng)400G-ER4新標準，以實(shí)現更大帶寬加長(cháng)距離傳輸。
硅光助力，Nx100G成為數據中心最主流解決方案
Nx100G光解決方案已成為數據中心大帶寬聯(lián)接主流解決方案，硅光是大規模商用的重要支柱。
于讓塵特別展示了硅光400G-DR4 引擎和以硅光設計的400G-DR4的收發(fā)模塊。在他看來(lái)，用硅光來(lái)做有許多優(yōu)勢：一是更低的功耗;二是更好的高速傳輸性能，比如優(yōu)越的TECQ。
“硅光平臺下一代也會(huì )繼續支持200G-lambda的數據中心的應用，200G-PAM4將成為下一代數據中心帶寬升級的關(guān)鍵技術(shù)。”于讓塵指出，Arista預測，單波200G在2024年會(huì )開(kāi)始商用。目前，200G-PAM4已經(jīng)進(jìn)入到技術(shù)演示階段。可擴展到200Gbps的硅光演示顯示，硅光集成芯片和驅動(dòng)器的聯(lián)合優(yōu)化后帶寬可達到55GHz赫茲以上，Ge/Si頻寬也可以達到70GHz，為下一代單波200G數據中心解決方案奠定良好基礎。”
在談到TFLN MZM調制器時(shí)，于讓塵表示，其優(yōu)點(diǎn)在于高帶寬、低損耗，缺點(diǎn)在于尺寸大(電光效率差)，缺乏PD集成，技術(shù)平臺本身不太成熟，成本較高，與硅光的競爭格局還有待觀(guān)察。
在談到CPO與可插拔收發(fā)器模塊的演進(jìn)時(shí)，于讓塵指出，CPO主要的驅動(dòng)因素包括低功耗，降成本、高密度。可插拔模塊普遍內置DSP，而CPO包括帶DSP，不帶DSP方案。“Digital” CPO 依然需要DSP，降功耗降成本有限;“Direct-drive” CPO無(wú)DSP，可節省約40-50%的功率，且顯著(zhù)節約成本。
對比可插拔模塊和CPO，無(wú)論是CPO還是可插拔都可以支持更高速;從功耗來(lái)講，direct-drive CPO拿掉DSP可省40~50%功耗;從技術(shù)組合性來(lái)看，可插拔模塊可以容納不同的技術(shù)演進(jìn)，但CPO小尺寸要求非常高，硅光是首選。
從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)講，可插拔模塊可實(shí)現分層次水平專(zhuān)業(yè)化，從器件，封裝、集成各方面專(zhuān)業(yè)化來(lái)支持，CPO更需要垂直整合和垂直集成;從可維修角度，可插拔模塊可單個(gè)替換;CPO直接與交換機芯片集成，需要交換機整臺來(lái)做替換，維修挑戰比較大;從應用來(lái)講，可插拔模塊相對非常成熟， 且可支持多世代迭代，CPO可能會(huì )較快應用于一些領(lǐng)先的大數據中心、人工智能機器學(xué)習領(lǐng)域。
數據中心互聯(lián)驅動(dòng)相干光發(fā)展，硅光做足準備
隨著(zhù)單通道傳輸速率的提高，現代光通信網(wǎng)絡(luò )越來(lái)越多的應用場(chǎng)景開(kāi)始用到相干光傳輸技術(shù)。
于讓塵表示，數據中心互聯(lián)是相干光技術(shù)發(fā)展的重要驅動(dòng)力，從400G-ZR開(kāi)始，800G-ZR也會(huì )跟進(jìn);同時(shí)在電信的城域邊緣和接入匯聚，100G-ZR可能會(huì )成有有優(yōu)勢的方案。
為此，硅光在量產(chǎn)方面已有準備，希烽光電出貨量已經(jīng)達到10億器件小時(shí)，這其中包括ICR PIC和完全集成的ICTR PIC。
相干技術(shù)向更短距離的應用發(fā)展成為業(yè)內持續關(guān)注的焦點(diǎn)。于讓塵指出，相干技術(shù)復雜度高，一方面是因為DSP本身復雜度高，另外成本和功耗都是需要解決的挑戰。值得注意的是，相干技術(shù)演進(jìn)會(huì )與 IMDD方案PK，在IMDD力有不逮的場(chǎng)景中，相干技術(shù)會(huì )勝出。
從硅光未來(lái)發(fā)展路線(xiàn)圖來(lái)看，支持PON、5G前端和數據中心應用距離更短，IMDD 加Ge/Si PD 與APD可以覆蓋傳輸距離至40km;相干硅光支持更高速度，把傳輸距離擴展到40km 以上;下一代高波特率應用會(huì )將相干應用邊界推向更短距離，比如業(yè)內已在討論800G-10km標準相干與IMDD方案優(yōu)劣。
于讓塵總結，無(wú)論是電信還是數據中心的端到端應用，都有硅光技術(shù)可以覆蓋，無(wú)論是從接入還是在城域網(wǎng)，還是在數據中心互聯(lián)甚至數據中心里面，硅光應用場(chǎng)景不僅豐富，而且在大量實(shí)踐中得到規模商用。
此外，于讓塵還分享了硅光在3D傳感和激光雷達方面的應用，涵蓋工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛等諸多豐富場(chǎng)景;下一代激光雷達會(huì )演進(jìn)到FMCW。FMCW是一種相干檢測激光雷達，最大的優(yōu)勢是可以即時(shí)探測物體速度，且對干擾和串擾都有很好的抗擊能力;此外，采用硅光集成芯片，激光雷達可以進(jìn)一步尺寸減小，降低功耗，節省成本。
總而言之，硅光已經(jīng)成為電信和數據中心應用的主流方案， 且在3D傳感和激光雷達有廣闊的應用前景。
