當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)流量在用戶和數(shù)據(jù)中心之間傳遞時,越來越多數(shù)據(jù)通信發(fā)生在數(shù)據(jù)中心,讓現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心交換互聯(lián)變得更加困難,成本越來越高,由此技術(shù)創(chuàng)新變得十分重要與緊迫。一種半導(dǎo)體技術(shù) — 硅光子,具有市場出貨量與成本成反比的優(yōu)勢,相比傳統(tǒng)的光子技術(shù),硅光器件可以滿足數(shù)據(jù)中心對更低成本、更高集成、更多嵌入式功能、更高互聯(lián)密度、更低功耗和可靠性的依賴。華為、思科、Facebook等巨頭已經(jīng)在這個領(lǐng)域布局多年,市場爆發(fā)可能就在眼前。
硅光子是一種令人振奮的技術(shù),是基于硅和硅基襯底材料(如 SiGe/Si、SOI 等),利用現(xiàn)有 CMOS 工藝進(jìn)行光器件開發(fā)和集成的新一代技術(shù),結(jié)合了集成電路技術(shù)的超大規(guī)模、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢,是應(yīng)對摩爾定律失效的顛覆性技術(shù)。這種組合得力于半導(dǎo)體晶圓制造的可擴(kuò)展性,因而能夠降低成本。
硅光子架構(gòu)主要由硅基激光器、硅基光電集成芯片、主動光學(xué)組件和光纖封裝完成,使用該技術(shù)的芯片中,電流從計算核心流出,到轉(zhuǎn)換模塊通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)射到電路板上鋪設(shè)的超細(xì)光纖,到另一塊芯片后再轉(zhuǎn)換為電信號。
硅光子(SiP)實現(xiàn)廉價且規(guī)模生產(chǎn)的光連接,從根本上改變光器件和模塊行業(yè)。未來三五年內(nèi),這種情況還不會發(fā)生,但硅光子技術(shù)可能在下個十年證明它是破壞性。基于硅光子的光連接與電子ASIC、光開關(guān),或者(可能)新的量子計算設(shè)備的集成,將打開一個廣闊的創(chuàng)新前沿。
預(yù)計到2022年,硅光子光收發(fā)器市場將超20億美元,在全球光收發(fā)器市場中占比超20%。從出貨量來看,到2022年,硅光子光收發(fā)器在總光收發(fā)器出貨量中的占比將不到2.5%。這些產(chǎn)品中的大多數(shù)將是高端產(chǎn)品--100G或以上速率,因此定價也相對較高。
這似乎與許多業(yè)內(nèi)專家的期望相悖,即希望硅光子能實現(xiàn)廉價且規(guī)模生產(chǎn)的光連接,并且取代現(xiàn)有的InP和GaAs平臺。然而,如果硅光子的主要優(yōu)勢是集成,它將會是最適合需要大量集成的復(fù)雜高端設(shè)備的技術(shù)。未來十年或二十年,分立、2X和4X集成產(chǎn)品(將2個或4個光功能組合到單個發(fā)射器或接收器上面)將持續(xù)依賴InP和GaAs技術(shù)。事實上美國在InP等光集成領(lǐng)域同樣取得了領(lǐng)先世界的成就,由于硅并不能直接產(chǎn)生激光,相比InP材料存在一定弱勢,其商用步伐也落在InP材料器件之后。光集成一定是光通信器件的發(fā)展方向,很難說未來三五年各種光集成技術(shù)將取得怎樣的突破,所以硅光子能在多大程度上成功替代還有待觀察。
但是在支持者眼中,硅光子幾乎是光通信走向集成的唯一選擇。一方面是因為在硅光子領(lǐng)域已經(jīng)走得很遠(yuǎn),尤其是美國。另一方面,許多硅光子學(xué)可以利用的新應(yīng)用,包括高性能的電腦、電信、感測器、生命科學(xué)以及量子運算等高階應(yīng)用。此外,還有兩項新興應(yīng)用對于硅光子而言也特別令人感興趣——瞄準(zhǔn)自動駕駛車應(yīng)用的雷達(dá)(Lidar),以及生物化學(xué)與化學(xué)感測器,均可從整合的光學(xué)功能以及進(jìn)一步的微型化中受益。而且硅光子晶片將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越銅布線的能力,而其解決方案可望部署于高速的訊號傳輸系統(tǒng)中。
硅光子的解決方案在18年紛紛亮相,今天就為大家介紹一款。
MAOT-025402 CWDM4發(fā)射器光學(xué)組件,這款組件是MACOM面向100Gbps CWDM4的L-PIC(集成有激光器的硅光子集成電路)解決方案的一部分。憑借獲得專利的L-PIC,MAOT-025402適合與MASC-37053ACDR配合使用,共同構(gòu)成QSFP28 CWDM4解決方案的完整高速傳輸路徑。
隨著數(shù)據(jù)流量的爆炸性增長,不斷增長的需求迫使云數(shù)據(jù)中心快速擴(kuò)展其能力,MACOM可面向CWDM4提供具有成本效益、高性能且高度集成的互連芯片組解決方案,可擴(kuò)展至FR4和FR1/DR1應(yīng)用,因此有能力在100Gbps過渡至400Gbps和4G過渡至5G的過程中成為領(lǐng)軍企業(yè)。
MAOT-025402的核心是MAOP-L284CNL-PIC器件,此器件在單個硅光子集成電路(PIC)中集成有四個高性能25Gbps CWDM波長,可基于雙工單模光纖實現(xiàn)100Gbps通信。MACOM的L-PIC平臺提供面向特定數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的高度集成式硅光子解決方案,包括四個CW激光器、監(jiān)測光電二極管、高帶寬波導(dǎo)管、調(diào)制器和CWDM復(fù)用器。L-PIC平臺借助MACOM獲得專利的自對準(zhǔn)端面蝕刻技術(shù)(SAEFTTM)將激光器精確嵌入到硅芯片上,無需主動進(jìn)行激光器對準(zhǔn),幫助客戶大幅降低成本,從而實現(xiàn)主流部署。
“MACOM正利用我們的L-PIC平臺實現(xiàn)領(lǐng)先的可擴(kuò)展性,從而滿足迅速增長的CWDM4模塊需求,”MACOM光波業(yè)務(wù)高級副總裁兼總經(jīng)理Vivek Rajgarhia表示。“此平臺的自動自對準(zhǔn)校準(zhǔn)和固件控制預(yù)計將為主流云數(shù)據(jù)中心部署提供必要的規(guī)模和成本組合。”
MACOM的L-PIC平臺提供了對實現(xiàn)CWDM4至關(guān)重要的領(lǐng)先帶寬,現(xiàn)已通過TOSA和芯片級形式提供。每個L-PIC產(chǎn)品都包含一個配套的驅(qū)動器和PIC控制器。借助這三種器件芯片組,客戶能夠顯著降低工程風(fēng)險和縮短產(chǎn)品上市時間。隨附軟件提供了自動校準(zhǔn)和自檢功能,可幫助客戶顯著降低生產(chǎn)線所需的資本投資。MACOM的全集成式、預(yù)裝配組件平臺預(yù)計可提供實現(xiàn)100Gbps和400Gbps數(shù)據(jù)中心鏈路所需的高性能,同時能降低收發(fā)器制造商的工程設(shè)計和資本設(shè)備成本,進(jìn)而在確保較低水平投資的前提下,縮短產(chǎn)品上市時間。
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原文標(biāo)題:華為、Facebook都看好硅光子技術(shù),你還在猶豫什么
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