12月27日消息，來自國家信息光電子創(chuàng)新中心消息顯示，中國信息通信科技集團光纖通信技術和網(wǎng)絡國家重點實驗室聯(lián)合國家信息光電子創(chuàng)新中心（NOEIC）、鵬城實驗室，在國內(nèi)率先完成了1．6Tb／s硅基光收發(fā)芯片的聯(lián)合研制和功能驗證！
要知道，在超級計算、人工智能、5G等新興技術蓬勃發(fā)展，全球數(shù)據(jù)交換需求爆發(fā)式增長的當下，光收發(fā)模塊市場已達千億。目前國際上400G光模塊進入商用部署階段，800G光模塊樣機研制和技術標準正在推進中。在12月13日，針對1．6T光接口的MSA（Multi－Source Agreement，多源協(xié)議）行業(yè)聯(lián)盟宣布成立，宣告1．6Tb／s光模塊將成為下一步全球競相追逐的熱點。然而，1．6Tb／s光芯片在速率、集成度、封裝技術等方面都具有極高挑戰(zhàn)，國際上還沒有明確和完善的解決方案。
（以太網(wǎng)聯(lián)盟預測2023年后數(shù)據(jù)速率將達到1．6TE）
此次國內(nèi)首款1．6Tb／s硅光互連芯片在NOEIC完成研制，不僅實現(xiàn)了我國硅光芯片技術向Tb／s級的首次跨越，更為我國下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。
據(jù)介紹，研究人員分別在單顆硅基光發(fā)射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調(diào)制器和高速光電探測器，每個通道可實現(xiàn)200Gb／s PAM4高速信號的光電和電光轉(zhuǎn)換，最終經(jīng)過芯片封裝和系統(tǒng)傳輸測試，完成了單片容量高達8×200Gb／s光互連技術驗證。該工作刷新了國內(nèi)此前單片光互連速率和互連密度的最好水平，展現(xiàn)出硅光技術的超高速、超高密度、高可擴展性等突出優(yōu)勢，為下一代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。
5G提速，光模塊市場需求倍增
OFweek維科網(wǎng)注意到，隨著5G概念的深入落地和場景布局越來越多，基站數(shù)量也在逐步上升。從基站建設的角度來看，光模塊的的需求會隨著5G組網(wǎng)進程的推進而得到釋放，尤其是在下游應用對網(wǎng)絡環(huán)境產(chǎn)生巨大需求后，市場對于光模塊和硅光芯片的呼聲也越來越高昂。
眾所周知，在現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)中，光通信技術是構建通信網(wǎng)絡的主流選擇，“快”是光通信技術的最大特點。因為在光通信中，信號是以光的形式在網(wǎng)絡內(nèi)進行傳播，但使用信號的終端卻以電作為信息傳遞的媒介。因此，光模塊就成為了實現(xiàn)兩種信號轉(zhuǎn)換，打通整個網(wǎng)絡“任督二脈”的關鍵部件。
當然，從本質(zhì)上來說，光模塊的技術原理就是光電信號轉(zhuǎn)換，通過發(fā)送端和接收端兩個端口的連接模塊，其中發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
在光模塊的整體架構上，主要由光電子器件、功能電路和光接口等組成。其中光電子器件包括光發(fā)射器件（TOSA）和光接收器件（ROSA），核心結構分別為激光器和探測器。在光模塊發(fā)送端輸入一定碼率的電信號，經(jīng)TOSA中的驅(qū)動芯片處理后，驅(qū)動激光器發(fā)射出一定頻率的調(diào)制光信號，通過光纖傳輸后到達另一光模塊的接收端，由探測器轉(zhuǎn)換為電信號后，經(jīng)跨阻放大器和限幅放大器后輸出相應碼率的電信號。
光模塊作為光通信產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，其需求量在穩(wěn)步放大。就目前市場行情來看，特別是數(shù)據(jù)中心市場上，即使是100G模塊也存在供不應求的情況，而10G和40G模塊仍然有存量需求，之前的訂單積壓仍然在出。隨著5G應用落地普及，需求上行帶動了400G光模塊走入商用，更是讓800G和1．6Tb級網(wǎng)絡成為行業(yè)技術創(chuàng)新突破的焦點。尤其是當下從事硅光研究的公司，頗受資本市場的青睞。
巨頭環(huán)伺，硅光芯片都有哪些玩家
據(jù)了解，硅光芯片技術自1969年由貝爾實驗室提出以來，就一直受到廠商的廣泛關注。IBM、Intel、Sun Microsystems（ 后 并 入 Oracle）、NTT／NEC 等公司均設立獨立硅光子部門并投入大量資源，和學術界一起對硅光子產(chǎn)業(yè)進行深入研究，硅光子產(chǎn)業(yè)一觸即發(fā)。
國外玩家當中，以IBM以IBM為例。2015年IBM就對外展示了一款號稱完全整合的分波多任務CMOS硅光子芯片。該芯片的4個laser信道分別以25Gbps的速度在芯片上運作，是以鍺光學探測器以及光學解多任務器，將之融合為單一100Gbps電子信號，在需要時進行處理；該電子信號能以干涉儀調(diào)變四道芯片外的laser，成為在芯片邊緣外行進的光脈沖。
另外一位硅光芯片先行者是Intel，上世紀90年代末Intel就開了一個平面光電路公司，不過卻在2004年將該業(yè)務悄悄關閉。直到Intel宣布他們的Light Peak技術（后來演變成蘋果的 Thunderbolt）能夠讓高速光鏈接降到平價。在2015年，Intel推出了一款全新硅光子產(chǎn)品，這個采用內(nèi)置混合集成激光器＋硅調(diào)制器的方案可以在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸過程中提供極大速率。據(jù)了解，這款產(chǎn)品不僅價格較低，生產(chǎn)過程也比較容易，該技術有望改善數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交換瓶頸問題。
國外還有一家比Intel更早的硅光芯片玩家，如今已被思科收購的lextura。lextura成立于2001年，是全球第一家提供光子器件解決方案的公司。Luxtera的CMOS光子器件都是由CMOS電子學工藝集成，體積比傳統(tǒng)的光子器件更小。他們和臺積電合作開發(fā)的技術可以相比其他硅光方案提供翻倍的性能和四倍的傳輸能力，支持光互聯(lián)能力與CMOS電芯片的全面集成，并可以進一步降低功耗和成本。在此之前，Luxtera和Intel一直在用激進定價策略對標以打開光模塊的市場缺口。
國內(nèi)入局硅光芯片的重要玩家也不少，其中之一就是華為。華為本身就是國內(nèi)通信行業(yè)的領頭羊，早在2013年就通過收購比利時硅光芯片公司Caliopa加入了戰(zhàn)場，后來又收購了英國光子集成公司CIP。
除了華為以外，烽火科技也設立了子公司光迅科技專門研發(fā)光通信芯片，其芯片自給率達到95％。不過集中在中低端層面。此外，烽火通信投資的飛思靈公司也專注于光通信系統(tǒng)設備及光模塊器件所需的芯片研發(fā)設計等。
除了通信廠商以外，還包括了激光巨頭華工科技、家電巨頭海信，以及新起之秀索爾思光電、易飛揚、海特高新等等。總體而言，全球硅光芯片格局分布中，高端芯片主要還是被掌握在在美國、 日本等企業(yè)手里，國內(nèi)高端硅光芯片自給率依然不足，嚴重依賴進口。
