近幾年，硅光芯片被廣為提及，從概念到產品，它的發展速度讓人驚歎。硅光芯片作為硅光子技術中的一種，有著非常可觀的前景，尤其是在5G商用來臨之際，企業紛紛加大投入，搶佔市場先機。
什麼是硅光技術
硅光子是一種基於硅光子學的低成本、高速的光通信技術，用激光束代替電子信號傳輸數據，她是將光學與電子元件組合至一個獨立的微芯片中以提升路由器和交換機線卡之間芯片與芯片之間的連接速度。
硅光子技術是基於硅和硅基襯底材料(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、超高精度製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。這種組合得力於半導體晶圓製造的可擴展性，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，到另一塊芯片後再轉換為電信號。
從大的思路來看，未來芯片的提速需要芯片間和芯片內的通訊速度加快，目前單純的電子遷移速度不能滿足要求，而利用光傳輸則可以有效的解決這一問題。硅光子為此應運而生。
集成硅光子的時代將來臨
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。基於硅光子的光連接與電子ASIC、光開關，或者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佔比超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佔比將不到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，並且取代現有的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複雜高端設備的技術。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，由於硅並不能直接產生激光，相比InP材料存在一定弱勢，其商用步伐也落在InP材料器件之後。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。
國內芯片市場份額低，有望迎接國產化替代機遇
近幾年，中國光通信市場快速發展，目前國內光通信器件市場佔全球25%左右的市場份額。整體上，國內光器件廠商以中小企業為主，產品主要集中在無源器件、低速光收發模塊等領域。國內廠商憑藉成本優勢在組裝和代工方面佔優，在產品研發與創新方面則相對薄弱。光芯片產品方面，國內產品主要集中在10Gb/s及以下的低速光模塊。據悉，目前小於10Gb/s的光芯片國產化率達到80%，10Gb/s速率的光芯片國產化率接近50%，而25Gb/s及以上的速率的光芯片則高度依賴出口，國產化率僅3%，成為國內光器件的“阿喀琉斯之踵”。
目前，國內高速光芯片國產化率較低，高速光芯片核心技術主要掌握在美日廠商手中。但令人可喜的是，國內在硅光芯片上也取得了突破性進展，我國自主研發的首款商用“100G硅光收發芯片”已經投產使用，這款芯片在體積、性能、成本、通用化等方面達到了全球第一梯隊的水準。
閱讀更多 康爾信電力系統 的文章
