硅光可期，2027年市場價(jià)值將達(dá)120億美金
LightCounting報(bào)告預(yù)測，硅光在未來光通信行業(yè)中會(huì)占越來越大的市場份額。到2027年，超過50%的市場份額會(huì)由硅光為基礎(chǔ)的光收發(fā)模塊占據(jù)，總市場價(jià)值可達(dá)到120億美金。
希烽光電成立于2007年，具備獨(dú)特的“IDM-Lite”硅光業(yè)務(wù)模式，在業(yè)內(nèi)具備最齊全的硅光技術(shù)平臺(tái)，包括Ge/Si PD-APD,相干調(diào)制接收，Nx100G PAM4調(diào)制陣列等芯片來支持光通信應(yīng)用。以業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Ge/Si APD為基礎(chǔ)，希烽在業(yè)內(nèi)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(xiàn)幾代速率迭代更新，在相干應(yīng)用方面是業(yè)內(nèi)比較早推出相干接收芯片，最近又推出集成了發(fā)射、調(diào)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(shù)據(jù)中心應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”
Ge/Si PD已大規(guī)模應(yīng)用在5G和數(shù)據(jù)中心中，希烽光電出貨量已達(dá)到2000億器件小時(shí)。在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心的收發(fā)模塊。
于讓塵指出，Ge/Si APD是未來25G PON和50G PON接入網(wǎng)的一個(gè)重要的技術(shù)平臺(tái)。“在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用方面，希烽光電占有超過200億器件小時(shí)的應(yīng)用，在下一代25GPON和50PON方面，Ge/Si APD也會(huì)繼續(xù)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的加長距離應(yīng)用的重要技術(shù)平臺(tái)。”
在加長距離應(yīng)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(yuǎn)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(tǒng)中開始商用，下一代的100G-ER1 SFP112在今年會(huì)開始市場導(dǎo)入;以單波100G為基礎(chǔ)，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(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)更大帶寬加長距離傳輸。
硅光助力，Nx100G成為數(shù)據(jù)中心最主流解決方案
Nx100G光解決方案已成為數(shù)據(jù)中心大帶寬聯(lián)接主流解決方案，硅光是大規(guī)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(shè)計(jì)的400G-DR4的收發(fā)模塊。在他看來，用硅光來做有許多優(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(tái)下一代也會(huì)繼續(xù)支持200G-lambda的數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，200G-PAM4將成為下一代數(shù)據(jù)中心帶寬升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)。”于讓塵指出，Arista預(yù)測，單波200G在2024年會(huì)開始商用。目前，200G-PAM4已經(jīng)進(jìn)入到技術(shù)演示階段。可擴(kuò)展到200Gbps的硅光演示顯示，硅光集成芯片和驅(qū)動(dòng)器的聯(lián)合優(yōu)化后帶寬可達(dá)到55GHz赫茲以上，Ge/Si頻寬也可以達(dá)到70GHz，為下一代單波200G數(shù)據(jù)中心解決方案奠定良好基礎(chǔ)。”
在談到TFLN MZM調(diào)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(tái)本身不太成熟，成本較高，與硅光的競爭格局還有待觀察。
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(qū)動(dòng)因素包括低功耗，降成本、高密度�？刹灏文K普遍內(nèi)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DSP，可節(jié)省約40-50%的功率，且顯著節(jié)約成本。
對(duì)比可插拔模塊和CPO，無論是CPO還是可插拔都可以支持更高速;從功耗來講，direct-drive CPO拿掉DSP可省40~50%功耗;從技術(shù)組合性來看，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)鏈來講，可插拔模塊可實(shí)現(xiàn)分層次水平專業(yè)化，從器件，封裝、集成各方面專業(yè)化來支持，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(jī)芯片集成，需要交換機(jī)整臺(tái)來做替換，維修挑戰(zhàn)比較大;從應(yīng)用來講，可插拔模塊相對(duì)非常成熟， 且可支持多世代迭代，CPO可能會(huì)較快應(yīng)用于一些領(lǐng)先的大數(shù)據(jù)中心、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)驅(qū)動(dòng)相干光發(fā)展，硅光做足準(zhǔn)備
隨著單通道傳輸速率的提高，現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)越來越多的應(yīng)用場景開始用到相干光傳輸技術(shù)。
于讓塵表示，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)是相干光技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，從400G-ZR開始，800G-ZR也會(huì)跟進(jìn);同時(shí)在電信的城域邊緣和接入?yún)R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(zhǔn)備，希烽光電出貨量已經(jīng)達(dá)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(yīng)用發(fā)展成為業(yè)內(nèi)持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)。于讓塵指出，相干技術(shù)復(fù)雜度高，一方面是因?yàn)镈SP本身復(fù)雜度高，另外成本和功耗都是需要解決的挑戰(zhàn)。值得注意的是，相干技術(shù)演進(jìn)會(huì)與 IMDD方案PK，在IMDD力有不逮的場景中，相干技術(shù)會(huì)勝出。
從硅光未來發(fā)展路線圖來看，支持PON、5G前端和數(shù)據(jù)中心應(yīng)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(kuò)展到40km 以上;下一代高波特率應(yīng)用會(huì)將相干應(yīng)用邊界推向更短距離，比如業(yè)內(nèi)已在討論800G-10km標(biāo)準(zhǔn)相干與IMDD方案優(yōu)劣。
于讓塵總結(jié)，無論是電信還是數(shù)據(jù)中心的端到端應(yīng)用，都有硅光技術(shù)可以覆蓋，無論是從接入還是在城域網(wǎng)，還是在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)甚至數(shù)據(jù)中心里面，硅光應(yīng)用場景不僅豐富，而且在大量實(shí)踐中得到規(guī)模商用。
此外，于讓塵還分享了硅光在3D傳感和激光雷達(dá)方面的應(yīng)用，涵蓋工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛等諸多豐富場景;下一代激光雷達(dá)會(huì)演進(jìn)到FMCW。FMCW是一種相干檢測激光雷達(dá)，最大的優(yōu)勢是可以即時(shí)探測物體速度，且對(duì)干擾和串?dāng)_都有很好的抗擊能力;此外，采用硅光集成芯片，激光雷達(dá)可以進(jìn)一步尺寸減小，降低功耗，節(jié)省成本。
總而言之，硅光已經(jīng)成為電信和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的主流方案， 且在3D傳感和激光雷達(dá)有廣闊的應(yīng)用前景。
