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硅光子技术 开启通往光通信的下一站

硅光子技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术。这种技术使用激光束代替电子信号进行数据的传输。早在2010年,英特尔实验室便通过混合硅激光器技术的集成激光器,首次实现了基于硅光子的数据连接。在当时,英特尔的研究人员们演示了数据传输速度达50Gb/秒的发射器和接收器芯片

颠覆传统信息传输方式

硅光子技术利用标准硅实现计算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。与晶体管主要所依赖的普通硅材料不同,硅光子技术采用的基础材料其实是玻璃。由于对玻璃而言,光可以认为是完全透明的,不会发生干扰现象,因此,理论上可以通过在玻璃中集成光波导通路来进行信号的传输,这种方式很适合计算机内部和多核之间的大规模通信。硅光子技术最大的优势在于拥有非常高的传输速率,可使处理器内核间的数据传输速度比目前快上100倍甚至更多。

随着大数据、云计算技术不断向前推进,数据中心光模块的需求大幅增长。硅光因为具备集成化、硅基大规模制造、易于降成本的优势,其趋势也得到了业内光模块公司的一致认可。早在两年前,100G光模块便成为了数据中心的主流选用配置,400G也将实现更大批量出货。而硅光有望在400G等高速率光模块上取得突破,在实现规模商用化后能大幅降低成本。

5G是数据中心市场之外,光模块行业的又一个大蛋糕。由于5G大带宽和大连接的要求,加上单个基站覆盖面积下降,基站建设数量将大大超过4G。同时,由于5G的基站结构中引入了CU和DU,再加上5G的前传数据量大幅高于4G,前传光模块需要从4G时代的10G提升到25G或者100G。因此可以预计在5G前传光模块方面,其市场空间也将大幅高于4G时代。

硅光技术被业界广泛看好

目前,硅光技术已经逐步进入了产业化阶段,Intel、Luxtera、Acacia、光迅、Rockley等企业先后推出芯片级、模块级产品,并逐步实现小批量商用出货。根据英特尔的预测,全球硅光电子市场会保持快速增长,整体市场将从2018年的40亿美金增长到2022年的110亿美金。

2018年8月28日,我国自行研制成功的“100G硅光收发芯片”正式投产使用。该款商用化硅光芯片在一个不到30平方毫米的硅芯片上集成了包括光发送、调制、接收等近60个有源和无源光元件,是目前国际上已报道的集成度最高的商用硅光子集成芯片之一。

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