C114訊 5月12日專稿（蔣均牧）數字化轉型風潮愈演愈烈，伴隨云計算、人工智能應用蓬勃發展，以及“東數西算”全國一體化大數據中心建設的推進，數據中心光互聯升級時不我待。而硅光技術憑借在功耗、成本、結構、集成等多個方面的突出優勢，成為公認的延續“摩爾定律”、解決流量問題的一大主要方向。
那么硅光技術當下的發展情況如何，存在怎樣的挑戰及趨勢？在昨日舉辦的“2023中國光通信高質量發展論壇——光芯片與高端器件技術研討會”上，海思光電子有限公司資深產品規劃經理莊四祥受邀發表演講，從芯片到模塊、再到具體產品和解決方案，就面向數據中心場景的硅光技術進行了全面探討。
硅光迎來發展新機遇與技術走向
DCN場景下，速率升級后多模應用局限性愈發明顯，單模下沉成為趨勢；DCI場景下，相干技術可解決IM-DD大帶寬、長距離傳輸受限的問題。
“多路數據中心光互聯下，硅光迎來新的發展機遇。”莊四祥從硅光光源、硅光調制器、OMUX/Demux、探測器等多個維度，探討了應用于模塊的硅光芯片技術未來方向。
硅光光源方面，加大功率可彌補硅光方案整體插損，體現硅光方案優勢。調制器方面，Si調制器已能滿足100G/Lane應用，低Vπ實現oDSP直驅。
OMUX/Demux方面，SiN材料以及微環結構使得合分波可商用，可實現優異的1dB光帶寬性能，滿足產品全溫全波應用。探測器方面，Si基Ge探測器帶寬50GHz已能滿足100G/Lane，甚至未來演進200G/Lane的產品要求。耦合器方面，成為了硅光降插損的主戰場，已有與標準單模光纖可比擬的大模斑產品。
數據中心硅光封裝及器件技術解析
從硅光芯片到硅光模塊產品化，面臨著三大技術挑戰。
莊四祥談到，首先是光源耦合技術，即光源如何與硅光芯片進行耦合。海思光電從性能、物料成本、控制成本三個維度綜合比較主流技術，認為Flip chip是解決光源耦合一個高性價比的選擇。
其次是光口耦合技術，海思光電提出的，基于大模斑光口的DeMUX+GePD單片集成的硅光方案，可以實現優異的收端性能、高的集成度以及簡化封裝且光路密閉提升可靠性。
第三是2.5D/3D封裝，海思光電認為，2.5D/3D合封可滿足更高速率、更低功耗、更高密度的技術需求。
莊四祥展望道，面向DCN/DCI光模塊產品，硅光技術優勢在于可以通過多材料體系的集成來實現各個功能部件的最優，做到超高帶寬、超高響應度和超低插損；以及在合封方面提供與電連接的金屬化技術，實現高速光傳輸。其適用場景第一是并行多路場景，可以做到共享光源、節省成本；第二是高速高密新架構，包括現在非常熱門的LPO線性直驅的低成本低功耗去oDSP新型模塊架構，還有高容量共封裝架構的NPO/CPO架構和高密高速小尺寸的oBGA架構。
海思光電以“豐富智能世界的光聯接與光感知”為愿景，立足于全球信息技術領域光電子技術與產品的開發、制造及銷售，為云計算、超寬帶網絡等提供全場景的高速光互聯的解決方案。
