當互聯網流量在用戶和數據中心之間傳遞時,越來越多數據通信發生在數據中心,讓現有數據中心交換互聯變得更加困難,成本越來越高,由此技術創新變得十分重要與緊迫。一種半導體技術 — 硅光子,具有市場出貨量與成本成反比的優勢,相比傳統的光子技術,硅光器件可以滿足數據中心對更低成本、更高集成、更多嵌入式功能、更高互聯密度、更低功耗和可靠性的依賴。華為、思科、Facebook等巨頭已經在這個領域布局多年,市場爆發可能就在眼前。
硅光子是一種令人振奮的技術,是基于硅和硅基襯底材料(如 SiGe/Si、SOI 等),利用現有 CMOS 工藝進行光器件開發和集成的新一代技術,結合了集成電路技術的超大規模、超高精度制造的特性和光子技術超高速率、超低功耗的優勢,是應對摩爾定律失效的顛覆性技術。這種組合得力于半導體晶圓制造的可擴展性,因而能夠降低成本。
硅光子架構主要由硅基激光器、硅基光電集成芯片、主動光學組件和光纖封裝完成,使用該技術的芯片中,電流從計算核心流出,到轉換模塊通過光電效應轉換為光信號發射到電路板上鋪設的超細光纖,到另一塊芯片后再轉換為電信號。
硅光子(SiP)實現廉價且規模生產的光連接,從根本上改變光器件和模塊行業。未來三五年內,這種情況還不會發生,但硅光子技術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,或者(可能)新的量子計算設備的集成,將打開一個廣闊的創新前沿。
預計到2022年,硅光子光收發器市場將超20億美元,在全球光收發器市場中占比超20%。從出貨量來看,到2022年,硅光子光收發器在總光收發器出貨量中的占比將不到2.5%。這些產品中的大多數將是高端產品--100G或以上速率,因此定價也相對較高。
這似乎與許多業內專家的期望相悖,即希望硅光子能實現廉價且規模生產的光連接,并且取代現有的InP和GaAs平臺。然而,如果硅光子的主要優勢是集成,它將會是最適合需要大量集成的復雜高端設備的技術。未來十年或二十年,分立、2X和4X集成產品(將2個或4個光功能組合到單個發射器或接收器上面)將持續依賴InP和GaAs技術。事實上美國在InP等光集成領域同樣取得了領先世界的成就,由于硅并不能直接產生激光,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展方向,很難說未來三五年各種光集成技術將取得怎樣的突破,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域已經走得很遠,尤其是美國。另一方面,許多硅光子學可以利用的新應用,包括高性能的電腦、電信、感測器、生命科學以及量子運算等高階應用。此外,還有兩項新興應用對于硅光子而言也特別令人感興趣——瞄準自動駕駛車應用的雷達(Lidar),以及生物化學與化學感測器,均可從整合的光學功能以及進一步的微型化中受益。而且硅光子晶片將會遠遠超越銅布線的能力,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發射器光學組件,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,共同構成QSFP28 CWDM4解決方案的完整高速傳輸路徑。
隨著數據流量的爆炸性增長,不斷增長的需求迫使云數據中心快速擴展其能力,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,可擴展至FR4和FR1/DR1應用,因此有能力在100Gbps過渡至400Gbps和4G過渡至5G的過程中成為領軍企業。
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100Gbps通信。MACOM的L-PIC平臺提供面向特定數據中心應用的高度集成式硅光子解決方案,包括四個CW激光器、監測光電二極管、高帶寬波導管、調制器和CWDM復用器。L-PIC平臺借助MACOM獲得專利的自對準端面蝕刻技術(SAEFTTM)將激光器精確嵌入到硅芯片上,無需主動進行激光器對準,幫助客戶大幅降低成本,從而實現主流部署。
“MACOM正利用我們的L-PIC平臺實現領先的可擴展性,從而滿足迅速增長的CWDM4模塊需求,”MACOM光波業務高級副總裁兼總經理Vivek Rajgarhia表示。“此平臺的自動自對準校準和固件控制預計將為主流云數據中心部署提供必要的規模和成本組合。”
MACOM的L-PIC平臺提供了對實現CWDM4至關重要的領先帶寬,現已通過TOSA和芯片級形式提供。每個L-PIC產品都包含一個配套的驅動器和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險和縮短產品上市時間。隨附軟件提供了自動校準和自檢功能,可幫助客戶顯著降低生產線所需的資本投資。MACOM的全集成式、預裝配組件平臺預計可提供實現100Gbps和400Gbps數據中心鏈路所需的高性能,同時能降低收發器制造商的工程設計和資本設備成本,進而在確保較低水平投資的前提下,縮短產品上市時間。
-
集成電路
+關注
關注
5381文章
11385瀏覽量
360876 -
收發器
+關注
關注
10文章
3397瀏覽量
105864 -
硅光子
+關注
關注
6文章
87瀏覽量
14848
原文標題:華為、Facebook都看好硅光子技術,你還在猶豫什么
文章出處:【微信號:weixin21ic,微信公眾號:21ic電子網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論