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硅光市场倍数增长进行时 国产厂商卡位高端光模块

2022-01-06 00:04:55 点击:70 来自:见贤思齐

光模块行业或加速迈入硅光集成时代。

1月5日,21世纪经济报道记者从中国信科集团获悉,近日,中国信息通信科技集团光纤通信技术和网络国家重点实验室联合国家信息光电子创新中心、鹏城实验室,在国内率先完成了1.6Tb/s硅基光收发芯片的联合研制和功能验证,实现了我国硅光芯片技术向Tb/s级的首次跨越,为我国下一代数据中心内的宽带互连提供了可靠的光芯片解决方案。

当前,国际上400G光模块已进入商用部署阶段,800G光模块样机研制和技术标准正在推进中,而1.6Tb/s光模块或将成为下一步全球竞相追逐的热点。

“目前行业内光调制的技术主要有三种,基于硅光、磷化铟和铌酸锂材料平台的电光调制器。”国联证券分析师孙树明指出,硅光调制器主要是应用在短程的数据通信用收发模块中,硅光光模块市场份额将开始提升。

中国信科集团也认为,光芯片是光通信系统中的关键核心器件,硅光芯片作为采用硅光子技术的光芯片,是将硅光材料和器件通过特色工艺制造的新型集成电路。相对于传统三五族材料光芯片,因使用硅作为集成芯片衬底,硅光芯片具有集成度高、成本低、光波导传输性能好等特点。

国产化提速

在本次1.6Tb/s硅基光收发芯片的联合研制和功能验证中,研究人员分别在单颗硅基光发射芯片和硅基光接收芯片上集成了8个通道高速电光调制器和高速光电探测器,每个通道可实现200Gb/sPAM4高速信号的光电和电光转换,最终经过芯片封装和系统传输测试,完成了单片容量高达8×200Gb/s光互连技术验证。

中国信科集团表示,该工作刷新了国内此前单片光互连速率和互连密度的最好水平,展现出硅光技术的超高速、超高密度、高可扩展性等突出优势,为下一代数据中心内的宽带互连提供了可靠的光芯片解决方案,将为超级计算、人工智能等新技术、新产业蓬勃发展提供有力支撑。

事实上,光模块为通信产业链中游,业内竞争激烈,近年来国内厂商份额逐步提升。

“光模块厂商在去年扩产后,今年库存积压相对严重,进入四季度后基本出清。下游数通市场景气度经历年初低谷后,当前进入上行周期。”民生证券分析师马天诣指出,新一轮数据流量投资浪潮风云再起,数通市场将迈入未来3~5年新一轮的景气上行周期,上游光模块行业拐点将至。技术更迭方面,400G规模放量,行业进入800G迭代初期,“明年,传统分立式800G规模量产临近,在即将到来的技术更迭红利期需聚焦各厂商进展”。

目前,在800G领域,国内外多家企业都在争相布局,而国内产商走在了前列。2020年,光迅科技和中际旭创率先发布了800G相关产品,进入2021年,包括II-VI、新易盛、华工正源、亨通洛克利、剑桥科技、索尔思等厂商也相继发布了800G产品。

马天诣认为,行业内部分公司进展相对领先,以中际旭创为例,早在2020年即推出了800GOSFP和QSFPDD800光模块产品线,2021年上半年已向海外客户送样评估,当前已实现小批量销售,预计2022年实现量产。

根据Lightcounting预测,2022年开始全球Top5云计算公司800G光模块需求快速提升,2026年有望成为数通市场主导型号。Top5云计算公司2020年以太网光模块支出14亿美元,Lightcounting预计2026年超过30亿美元,其中800G产品需求将成为最大部分。

硅光高增长

2021年12月13日,针对1.6T光接口的MSA行业联盟宣布成立,宣告1.6Tb/s光模块将成为下一步全球竞相追逐的热点。

根据Lightcounting的统计,从2016年开始,基于SiP产品的市场份额稳步增长,2018年以后增长加速。其预计,全球硅光模块市场将在2026年接近80亿美元,市占率超50%。同时2021-2026年硅光模块整体累计规模将接近300亿美元。

马天诣指出,硅光集成优点包括了低功耗、高集成度体积减小,通过光子介质传输信息因而连接速度更快,同时,硅光技术可以通过晶圆测试等方法进行批量测试,测试效率显著提升。另外,从材料成本角度,传统的Ⅲ-Ⅴ族材料衬底因晶圆材料生长受限,生产成本较高,而随着传输速率的进一步提升,需要更大的Ⅲ-Ⅴ族晶圆,芯片的成本支出将进一步提升。与Ⅲ-Ⅴ族材料相比,硅基材料成本较低且可以大尺寸制造,因而理论上芯片成本可显著降低。

但与此同时,硅光集成当前整体产业化程度并不高,这也意味着没有成熟产业链做晶圆级的测试,芯片良率也相对较低。“硅光技术与传统分立式技术的成本平衡点在400G,具体比较数据中心400G光模块传统方案与硅光方案,硅光相对而言优势并不突出。随着光模块速率向800G及以上更高速率演进,受制于传统光芯片价格及供应能力等问题,硅光的成本优势有望逐渐凸显,同时伴随着硅光模块产业链、工艺等发展得更为成熟,其渗透率有望迎来加速提升。”马天诣解释道。

这种情况下,通信巨头们早已开始悄然布局。近几年来包括思科、华为、Ciena、Juniper等纷纷通过收购布局硅光技术,以Intel为例,其此前提出的“集成光路”的愿景,就立志将硅光技术应用于千亿级的IC市场。

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