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巨头环伺的硅光子市场 大战一触即发

2018-12-28
王伟
关键词: 硅光子

  硅光子技术自1969年由贝尔实验室提出以来,就一直受到厂商的广泛关注。本世纪初, IBM、Intel、Sun Microsystems( 后 并 入 Oracle)、NTT/NEC 等公司便设立独立硅光子部门并投入大量资源,和学术界一起对硅光子产业进行深入研究,IBM和Intel也都推出了相应的硅光子芯片。而在产学研三方的努力下,近十年更是催生了Luxtera、Kotura(2013年被Mellanox收购,2018年初宣布关停1550nm硅光产线)、Lightwire(2012年被思科收购) 、Aurrion(2016年被Juniper Networks收购)和Acacia等一波聚焦在硅光子通信的公司,硅光子产业一触即发。

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  2017年硅光子产业阵容

  Yole认为行业距离全世界大规模部署高集成器件的临界点已经十分临近。从半导体代工巨头动态来看TSMC与Luxtera合作,GlobalFoundries与Ayar Labs合作都对硅光子商用起到重要的推动作用。

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  2017-2021硅光子路线图

  下面让我们来看一看近一年来硅光子产业的一些最新动向。

  IBM

  2018年2月,IBM研究院宣布,首次完成设计与测试完全整合的波长多工硅光子芯片,而且很快就可用于100Gb/s的光收发器的生产,未来将可让资料中心有更高的资料传输率及频宽,以因应云端运算及大资料应用的需求。

  2018年4月,IBM公司Thomas J. Watson研究中心的团队展示了一种基于硅光子技术的芯片级光谱仪,对甲烷的探测灵敏度达100ppm。

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  IBM 硅光子光谱仪

  该平台采用光纤连接1650 nm半导体激光器和砷化镓铟(InGaAs)近红外探测器来探测甲烷浓度,并使用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)。这种方式为未来用于气体泄漏检测和废气偷排监测等应用提供低成本、高灵敏度的甲烷探测器解决方案。IBM研究人员表明,光谱范围可以从中红外扩展到8um波长区域,也就是能探测到分子振动的“指纹区”,因此潜在应用范围变得更加广泛了。

  Intel

  2018年9月,在罗马召开的欧洲光通信会议(ECOC)上,Intel公布了其新型硅光子接收器的规格,旨在为通信和云服务商提供支持 5G 无线网络扩展的硬件。Intel提到,满足下一代 5G 无线网络基础设施宽带需求的新型 100G 硅光子收发器,不仅可以开箱即用、还能够应对最恶劣的环境条件。

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  英特尔(Intel)的硅光子学100G CWDM4(粗波分复用4通道) QSFP28增温光收发器采用双速率40gbps / 100gbps CPRI和eCPRI,双速率单模光纤达10km以上。此外,低功耗100g CWDM4收发器能够在-20°C至85 °C的温度范围内工作,最大功耗为3.5瓦。Silicon Photonics 100G CWDM4(粗波分复用 4 通道)QSFP28 光收发器的工作温度范围比较广,具有双速率 40Gbps / 100Gbps 通用公共射频接口(CPRI)和 eCPRI,双工单模光纤下的使用距离可达 10 公里。此外,低功耗 100G CWDM4 收发器可在 -20 ~ 85℃ 温度范围内工作,最大功耗仅为 3.5W 。

  新推出的耐候型收发器,能够为企业数据中心和大型云服务商提供高速 5G 连接,且可与路由器、以太网交换机、客户端电信接口、以及其它类型的设备一起运行。

  Luxtera

  近日,传言思科将以6.6亿美元收购硅光子芯片厂商Luxtera,意在加大对硅光子产业的布局。早在2012年,思科就曾以2.7亿美元收购硅光子公司Lightwire。

  Luxtera是硅光子领域拥有最悠久历史的公司。与这一悠久历史相对应的是他们的硅光模块出货量。虽然至今无法和传统模块的出货量相提并论,但是其增速却是前所未有的。

  在2017年初的OFC 大会上,Luxtera 推出了2 x 100G PSM4 硅光模块,该模块已赢得爱立信HDS 超级数据中心应用。

  除此以外,Luxtera 还计划在2018 年将台积电7nm 工艺应用于100G Base-DR 和400G Base-DR 上以进一步降低产品功耗的成本。商用硅光产品早些年就已经推出,只是当时受制于良率等问题,与传统产品相比还未展现出其价格优势。然而,随着工艺技术的提高,此种局面也在发生逐步改善。 以Luxtera 应用硅光技术的100G PSM4 产品为例,该产品借助硅光技术将激光器的数量降低到了一支,大大降低了产品成本。据悉,相关产品已实现2-3 万支/月的出货量,每支价格大约在270 美金,并且随着出货量的增加,价格有进一步下降的空间,这也为硅光产品替代传统产品实现大规模商用打下基础。硅光技术的大规模商用或将加速到来。可惜的是,Luxtera一直未有公开这一计划的进展情况。

  MACOM

  2018年3月,MACOM宣布推出MAOT-025402 CWDM4发射器光学组件,这款组件是MACOM面向100Gbps CWDM4的L-PIC(集成有激光器的硅光子集成电路)解决方案的一部分。凭借获得专利的L-PIC,MAOT-025402适合与MASC-37053A CDR配合使用,共同构成QSFP28 CWDM4解决方案的完整高速传输路径。

  MAOT-025402的核心是MAOP-L284CN L-PIC器件,此器件在单个硅光子集成电路(PIC)中集成有四个高性能25Gbps CWDM波长,可基于双工单模光纤实现100Gbps通信。MACOM的L-PIC平台提供面向特定数据中心应用的高度集成式硅光子解决方案,包括四个CW激光器、监测光电二极管、高带宽波导管、调制器和CWDM复用器。L-PIC平台借助MACOM获得专利的自对准端面蚀刻技术(SAEFTTM)将激光器精确嵌入到硅芯片上,无需主动进行激光器对准,帮助客户大幅降低成本,从而实现主流部署。