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光子IC芯片路在何方?

2017-03-28

??電子組件光學組件最終注定要合并,但在今年的光纖通訊展(OFC 2017)上卻引發(fā)業(yè)界對于硅光子(SiP)或磷化銦(InP)誰才是最發(fā)展路徑的論戰(zhàn)。


??協(xié)助為歐洲發(fā)展光子代工生態(tài)系統(tǒng)的學術研究人員率先以InP作為專題演講。 但幾位分析師表示,SiP更可能成為最后的贏家。

??相關各界均同意,越來越多的帶寬需求將在未來五年內(nèi)推動新的光電接口發(fā)展。 其需求大約達到今年OFC展會上廣泛展示的400G系統(tǒng)之后約兩個世代,并預計將在2019年出量。

??而在2020年左右出現(xiàn)的25.6-Tbits/s開關芯片將會需要光學接口,這是幾位作者在去年出書討論硅光子時所作的預測。 網(wǎng)絡資深人士Andreas Bechtolshiem則預測2021年時將會需要板載光組件,他在最近指出800G以太網(wǎng)絡(Ethernet)或許是最后使用獨立光模塊的標準。

??InP是一種極其適于整合的優(yōu)質(zhì)技術,特別是核心雷射光源,但它需要采用大量硅晶技術,才能將成本降低到相當于SiP的程度,Meint K. Smit在OFC的專題演講上表示。

Smit表示,InP超越大多數(shù)技術領域

??荷蘭愛因霍芬科技大學(Eindhoven University of Technology)的InP專家Smit帶領的歐盟計劃至今已開發(fā)出350款InP組件了,其中包括來自多家公司的商用化產(chǎn)品,例如180-Gbit/s和320-Gbit/s的波分多任務發(fā)射器。

??該計劃匯集了代工廠、工具制造商和光子設計師。 至今已經(jīng)打造出經(jīng)驗證的光學組件庫和InP制程設計套件,從而在多項目晶圓(MPW)上實現(xiàn)測試組件,并推動從4吋晶圓向6吋晶圓的進展。

??然而,Smit坦承,SiP的成本較低,因為它擁有英特爾(Intel)等業(yè)者支持使用較大的8吋晶圓廠。 他說:「目前正處于一種復雜的景象,并沒有一種適用于全部的解決方案... [最后],InP、硅組件和SiP都可能共同運作。 」

在歐洲生產(chǎn)的一些InP設計

??大廠下注硅光子技術

??Smit引用LightCounting的數(shù)據(jù)預測,InP將在量上超越SiP,但其他分析師則有不同的看法。

??Linley Group資深分析師Jag Bolaria表堊,「主要的業(yè)者包括Luxtera、英特爾、Mellanox與思科(Cisco)等巨擘,因此,SiP較InP擁有更多的資金投入。 」

市場觀察家LightCounting表示,InP將主導光收發(fā)器領域

??去年,英特爾在經(jīng)過十多年的實驗室研究后推出首款100Gbit/s的SiP收發(fā)器。 包括Ciena和瞻博網(wǎng)絡(Juniper Networks)等設備制造商透過收購取得了硅光子技術,而基于硅光子的同調(diào)收發(fā)器制造商Acacia Communications則成功上市。

??Linley Group的另一位分析師Loring Wirbel則指出,愛因霍芬科技大學與及EDA合作伙伴Phoenix Software的智能光子研究開始顯現(xiàn)與InP制程設計規(guī)則之間的良好互動。 「InP有其重要作用,例如布局DWDM調(diào)變器與光偵測器等,但InP與SiP之間并不可能直接更換取代。 」

??他指出了光子發(fā)展路徑的不同之處,他指出Luxtera有一篇研究報告提到采用Globalfoundries 45nm絕緣上覆硅(SOI) CMOS制程制造的單芯片,其中封裝了一顆RISC核心以及800個光學組件。

??整體而言,今年OFC的重點是采用56G串行解串器(serdes)的較短距離光纖,為大型數(shù)據(jù)中心驅動200-Gbit和400-Gbit以太網(wǎng)絡系統(tǒng)。 Wirbel強調(diào),「由于許多終端市場的衰退狀態(tài)... 而遠距離傳輸與海底電纜市場持平,短距離技術在今年的展場似乎很活躍...」

??在另一個專題演講中,Google執(zhí)行長呼吁,資中心服務器的容量必須再提高10x倍、成本再降低2x倍,才足以因應帶寬約2年成長1倍的需求。 然而,在此領域的許多公司正提出個位數(shù)中段的成長率。

??數(shù)據(jù)中心與服務供貨商在光纖網(wǎng)絡方面仍存在廣泛的需求。 Ciena公司策略資深總監(jiān)Ciena Blair表示,在今年的展會上還看到了可編程方面的成長態(tài)勢。 Ciena Blair同時身兼OFC指導委員會主席。

??他說:「此次會議看來十分正面、樂觀,或許是近年來出席率最高的一次。 我們在光網(wǎng)絡方面看到更多以軟件API、軟件定網(wǎng)絡(SDN)、開放來源甚至是巨量數(shù)據(jù)(big data)分析進行控制的更智能化裝置。 」


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