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硅光子對于光通信意義及最新進(jìn)展

摘要:硅光子的反對者也許會說取代電信和數(shù)據(jù)中心的技術(shù)現(xiàn)象所產(chǎn)生的威脅甚?。粡哪撤N程度上來看,他們是對的。

        硅光子的反對者也許會說取代電信和數(shù)據(jù)中心的技術(shù)現(xiàn)象所產(chǎn)生的威脅甚小;從某種程度上來看,他們是對的。

  但是這并不能說明在硅光子領(lǐng)域沒有進(jìn)展:思科CPAK、Luxtera/Molex有源光纜、STMicroelectronics QSFP28光纖激光器模塊、100G PSM4光模塊等都是該領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)。硅光子組件還應(yīng)用在愛立信HDS8000系統(tǒng)中。

  盡管人們對該技術(shù)熱情無限,但是卻還未成為現(xiàn)實。許多公司比以往任何時候都希望能將這些技術(shù)變成現(xiàn)實,但是這并非易事。硅光子要真正成為主流技術(shù),首先要克服一些困難:

  價格

  首先,如果大量部署該技術(shù),那么硅光子則要變成更成熟光學(xué)技術(shù)的更低成本替代品;但是在他們的價格下跌之前,是不會出現(xiàn)大量訂單的。這是一個雞生蛋、蛋生雞的問題。

  到目前為止,互聯(lián)行業(yè)唯一能容納如此大量的硅光子的是數(shù)據(jù)中心。根據(jù)相關(guān)市場調(diào)查結(jié)果顯示,數(shù)據(jù)中心部署的光模塊數(shù)量呈指數(shù)級增長;至2020年,全球生產(chǎn)的以太網(wǎng)收發(fā)器的50%將安裝在數(shù)據(jù)中心。

  如果硅光子能夠征服數(shù)據(jù)中心,更多傳統(tǒng)電信應(yīng)用將得益于大規(guī)模需求導(dǎo)致的成本降低;但反之則不然。
  網(wǎng)絡(luò)規(guī)模公司(用來定義類似Facebook、Google、Microsoft等公司的術(shù)語)正饒有興致的將硅光子當(dāng)做降低互聯(lián)產(chǎn)品(在單個數(shù)據(jù)中心里,收發(fā)器數(shù)量能多達(dá)10萬個)資本支出的途徑。

  在一些應(yīng)用中,尤其是那些需要高帶寬的應(yīng)用中,收發(fā)器可能被嵌入式光學(xué)引擎取代。這些光學(xué)部件直接安裝在電路板上,靠近微處理器或數(shù)據(jù)處理芯片,然后將信號從電轉(zhuǎn)換為光域,并將其發(fā)送到下一個處理節(jié)點。光學(xué)引擎在提供帶塊密度模式中發(fā)揮重要作用。這是硅光子設(shè)備能成功發(fā)揮作用的一個領(lǐng)域。

  包裝

  一個經(jīng)常被大家低估的問題就是,收發(fā)器或者IC成本的很大一部分來自其包裝。硅光子傳統(tǒng)上需要昂貴的非氣密封以確保其性能。設(shè)計一款使用金盒包裝的廉價電路往往會違背其本意。

  生態(tài)環(huán)境

  已經(jīng)有越來越多的硅制造廠能提供更多的硅光子服務(wù);對PDK也開展了很多工作以便促進(jìn)電路的研發(fā);還有支持設(shè)計流程的軟件工具以及能支持缺乏內(nèi)部必要技術(shù)的公司的設(shè)計公司等。

  盡管在這一方面的進(jìn)展非??欤试S更多訪問硅制造廠也變得非常重要。通過多項目晶片(multi-project wafer)驗證想法并以合理的成本構(gòu)建測試芯片相對也較容易。制造硅光子事實上并不需要最新一代非常昂貴的CMOS工藝;現(xiàn)在可以以合理的成本在90-130nm節(jié)點成功制作。

  鑒于此,硅光子真正工作的意義又在哪里呢?我們不要忘記硅光子的最終階段并不僅僅是制造廉價收發(fā)器或者光引擎的技術(shù);硅光子需要克服更多障礙,而其他已經(jīng)存在的更加成熟的技術(shù)可以很容易客服這些困難。

  當(dāng)芯片擁有嵌入式接口(光學(xué)組件嵌入芯片內(nèi)部)時,硅光子就真正變成了規(guī)則改變者。當(dāng)這一切發(fā)生時,許多競爭技術(shù)將會從制作工藝中慢慢退去。

  除了在通信和數(shù)據(jù)通信方面的應(yīng)用,在開發(fā)硅光子傳感器進(jìn)行化學(xué)、細(xì)胞以及DNA分析等方面的應(yīng)用也越來越多。市場上已經(jīng)出現(xiàn)了使用硅光子傳感器進(jìn)行分子研究的商用產(chǎn)品。

  研究人員已經(jīng)開始尋找硅光子以外的應(yīng)用,并開拓出一種全新的叫做“表面等離子體光子學(xué)(Plasmonics)”的領(lǐng)域,信息可以通過光在特定條件下撞擊金屬表面形成的波進(jìn)行傳播。

  硅光子的未來會更加美好。當(dāng)前的研究只是將硅光子從起步階段發(fā)展到更加令人興奮的應(yīng)用階段,假以時日我們將看到其真正潛能。

內(nèi)容來自:OFweek 光通訊網(wǎng)
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