让我用硅光模块,是不是想拿我做小白鼠?

硅光模块能用了吗?现在市场推广使用硅光模块,是不是把我当小白鼠?

根据Intel的硅光子产业发展规划,硅光模块产业已经进入快速发展期。2022年,硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面将全面超越传统光模块。这听起来很潮,够酷,2022年KPI亮点说不定就是它了。但不少人仍抱着怀疑的态度:硅光模块能用了吗?现在市场推广使用硅光模块,是不是把我当小白鼠?

其实从2016年开始,北美两大行业巨头先遣队已经先自用了几百万只硅光模块。据市场研究机构Yole预测,到2025年,硅光模块将达到36.7亿美元,占整个光模块市场的35%,供应份额势必大幅提升,相应市场规模可期。

硅光模块市场

数据来源:LightCounting

何为硅光模块?

传统光模块主要采用高速电路硅芯片、光学组件、III-V族半导体芯片等器件封装而成,本质上属于“电互联”。不过随着晶体管加工尺寸的逐渐缩小,电互联将逐渐面临传输瓶颈,硅光技术应运而生。

硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等),利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光技术的核心理念是“以光代电”,即采用激光束代替电子信号传输数据,将光学器件与电子元件整合至一个独立的微芯片中。

硅光模块

硅基光电子集成芯片概念图

与传统的光模块相比,硅光模块具有集成度提高、体积大幅缩小、成本和功耗降低、光衰减减少,抗干扰能力增强、提高传输效率等优点,是后摩尔时代的关键技术选择。

硅光模块如何使用?

目前,硅光产品最主要的应用依然是数据中心,100G数通硅光光模块方案已经成熟并进入稳步出货阶段,400G开始从2020年的小批量进入到2021年的大批量,硅光模块弹性可期。那硅光模块具体该如何选择使用呢?

以易飞扬100G硅光模块为例:
100G QSFP28 LR1 (SiPh),可以直接替代100G QSFP28 LR4。在100GE 10km和20km两个应用上,分别对应LR1-10, LR1-20。

易飞扬硅光模块

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

易飞扬硅光模块

以上两类,在使用上,光纤线缆的布线无需改变,沿用最常用的双芯单模光纤,只需要设备升级至SERDES支持100G PAM4,链路两端采用一致的方案即可。

100G QSFP28 DR1 (SiPh),应用有三种:

替换100G QSFP28 PSM4 500m, 布线从PSM4的MPO8芯跳线优化降本至双芯LC光纤。

易飞扬硅光模块

替换100G QSFP28 CWDM4 500m (OCP),光纤线缆不变。

易飞扬硅光模块

在400G架构中,对应400G QSFP-DD DR4的一分四应用,比如TOR Switch下连Server。

易飞扬硅光模块

全部采用新一代100G PAM4新建网络,按速率与距离选用,及规划布线即可。

因此,先行使用硅光模块绝对不是小白鼠,并且早在工信部颁布的《中国光电子器件产业技术发展路线图2018-2022》中,就将“加强核心有源激光器、硅基光电子芯片及上游材料的设计、制造工艺平台建设与工艺人才培养”作为重要技术创新目标,并在硅基相干光收发芯片、硅基100G PAM-4调制芯片、硅基波导光开关、可变光衰减器阵列芯片等方向给出了具体的发展目标。总体来看,硅光市场刚刚开始,未来市场格局变数巨大,新进入者存在一定机会,硅光行业发展具有广阔的市场空间。

易飞扬硅光模块产品家族

100G QSFP28 DR1 500m
100G QSFP28 FR1 2km
100G QSFP28 LR1 10km/20km
400G QSFP-DD DR4/DR4+ 2km

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