硅光模塊是什么,該如何使用

根據(jù)Intel的硅光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，硅光模塊產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展期。2022年，硅光子技術(shù)在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統(tǒng)光模塊。這聽起來很潮，夠酷，2022年KPI亮點說不定就是它了。但不少人仍抱著懷疑的態(tài)度：硅光模塊能用了嗎?現(xiàn)在市場推廣使用硅光模塊，是不是把我當(dāng)小白鼠?

其實從2016年開始，北美兩大行業(yè)巨頭先遣隊已經(jīng)先自用了幾百萬只硅光模塊。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測，到2025年，硅光模塊將達(dá)到36.7億美元，占整個光模塊市場的35%，供應(yīng)份額勢必大幅提升，相應(yīng)市場規(guī)模可期。

何為硅光模塊?

傳統(tǒng)光模塊主要采用高速電路硅芯片、光學(xué)組件、III-V族半導(dǎo)體芯片等器件封裝而成，本質(zhì)上屬于“電互聯(lián)”。不過隨著晶體管加工尺寸的逐漸縮小，電互聯(lián)將逐漸面臨傳輸瓶頸，硅光技術(shù)應(yīng)運而生。

硅光子技術(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)。硅光技術(shù)的核心理念是“以光代電”，即采用激光束代替電子信號傳輸數(shù)據(jù)，將光學(xué)器件與電子元件整合至一個獨立的微芯片中。

與傳統(tǒng)的光模塊相比，硅光模塊具有集成度提高、體積大幅縮小、成本和功耗降低、光衰減減少，抗干擾能力增強(qiáng)、提高傳輸效率等優(yōu)點，是后摩爾時代的關(guān)鍵技術(shù)選擇。

硅光模塊如何使用?

目前，硅光產(chǎn)品最主要的應(yīng)用依然是數(shù)據(jù)中心，100G數(shù)通硅光光模塊方案已經(jīng)成熟并進(jìn)入穩(wěn)步出貨階段，400G開始從2020年的小批量進(jìn)入到2021年的大批量，硅光模塊彈性可期。那硅光模塊具體該如何選擇使用呢?

以易飛揚(yáng)100G硅光模塊為例：

100G QSFP28 LR1 (SiPh)，可以直接替代100G QSFP28 LR4。在100GE 10km和20km兩個應(yīng)用上，分別對應(yīng)LR1-10, LR1-20。

100G QSFP28 FR1 (SiPh)，在100GE 2km應(yīng)用上，可以直接替代 100G QSFP28 CWDM4。

以上兩類，在使用上，光纖線纜的布線無需改變，沿用最常用的雙芯單模光纖，只需要設(shè)備升級至SERDES支持100G PAM4，鏈路兩端采用一致的方案即可。

100G QSFP28 DR1 (SiPh)，應(yīng)用有三種：

替換100G QSFP28 PSM4 500m, 布線從PSM4的MPO8芯跳線優(yōu)化降本至雙芯LC光纖。

替換100G QSFP28 CWDM4 500m (OCP)，光纖線纜不變。

在400G架構(gòu)中，對應(yīng)400G QSFP-DD DR4的一分四應(yīng)用，比如TOR Switch下連Server。

全部采用新一代100G PAM4新建網(wǎng)絡(luò)，按速率與距離選用，及規(guī)劃布線即可。

因此，先行使用硅光模塊絕對不是小白鼠，并且早在工信部頒布的《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖2018-2022》中，就將“加強(qiáng)核心有源激光器、硅基光電子芯片及上游材料的設(shè)計、制造工藝平臺建設(shè)與工藝人才培養(yǎng)”作為重要技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)，并在硅基相干光收發(fā)芯片、硅基100G PAM-4調(diào)制芯片、硅基波導(dǎo)光開關(guān)、可變光衰減器陣列芯片等方向給出了具體的發(fā)展目標(biāo)。總體來看，硅光市場剛剛開始，未來市場格局變數(shù)巨大，新進(jìn)入者存在一定機(jī)會，硅光行業(yè)發(fā)展具有廣闊的市場空間。

審核編輯：湯梓紅