華工科技量產(chǎn)硅光芯片：這到底是啥？

  ICC訊 近日，在投資者互動平臺上，華工科技回復投資者提問時透露，公司400G(40萬兆)硅光芯片已實現(xiàn)量產(chǎn)，800G(80萬兆)硅光芯片預計今年實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

  至于價格，華工科技稱具體產(chǎn)品單價屬于非公開信息，無法披露。

  資料顯示，華工科技(HGTech)脫胎于中國知名學府華中科技大學，于1999年正式成立，是“中國激光第一股”、中國高校成果產(chǎn)業(yè)化的先行者、首批國家創(chuàng)新型企業(yè)。

  主營業(yè)務包括激光器、激光加工設備及成套設備、激光全息綜合防偽標識、激光全息綜合防偽燙印箔及包裝材料、光器件與光通信模塊、光學元器件、電子元器件。

  2021年3月實際控制人由華中科技大學變更為武漢市國資委，目前公司擁有20000多平米的研發(fā)、中試基地，在海外設有3個研發(fā)中心，產(chǎn)品出口80多個國家和地區(qū)。

  硅光技術是一種基于硅光子學的低成本、高速的光通信技術，利用基于硅材料的CMOS微電子工藝實現(xiàn)光子器件的集成制備，該技術結合了CMOS技術的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性和光子技術超高速率、超低功耗的優(yōu)勢。

  硅光技術將原本分離器件眾多的光、電元件縮小集成到至一個獨立微芯片中，實現(xiàn)高集成度、低成本、高速光傳輸。相比較傳統(tǒng)的分立器件光模塊，硅光子器件集成度更高(不再需要ROSA和TOSA封裝)更加適應未來高速流量傳輸處理需要。與此同時，更緊密的集成方式降低了光模塊的封裝和制造成本。

  隨著全球數(shù)據(jù)中心流量的爆炸式增長(從2016年的6.8 ZB增長到2021年的20.6ZB)，網(wǎng)絡流量每 9-12 個月翻一番，光通信設備每 2-3 年升級一次， “ZB”時代流量增長依舊是ICT行業(yè)最原始驅動力。但是，在10nm后硅基CMOS摩爾定律開始失效，傳統(tǒng)集成電路、器件提升帶寬模式逼近極限。

  相比之下，硅光技術有機結合了成熟微電子和光電子技術，既減小了芯片尺寸，降低成本、功耗、又提高了可靠性，成為“超越摩爾”的新技術路徑。面對硅光子技術的確定性發(fā)展趨勢，海內外巨頭公司瞄準硅光賽道收并購頻發(fā)，科技巨頭公司高度重視硅光技術。

  目前，硅光子商業(yè)化較為成熟的領域主要在于數(shù)據(jù)中心、高性能數(shù)據(jù)交換、長距離互聯(lián)、5G基礎設施等光連接領域，800G及以后硅光模塊 性價比較為突出。

  從產(chǎn)業(yè)鏈進展看，全球硅光產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸成熟，從基礎研發(fā)到商業(yè)應用的各個環(huán)節(jié)均有代表性的企業(yè)。

  其中以Intel、思科(Acacia、Luxtera 均被思科收購)、Inphi、Mellanox (已被英偉達收購)為代表的美國企業(yè)占據(jù)了硅光芯片和模塊出貨量的大部分，成為業(yè)內領頭羊。

  國內廠商主要有華為、光迅科技、亨通光電、博創(chuàng)科技、中際旭創(chuàng)、華工科技、新易盛等，雖然國產(chǎn)廠商進入該領域較晚，市場份額相對較小。但是通過近年來在技術上的快速追趕，國產(chǎn)廠與國外廠商在技術上的差距已經(jīng)是越來越小。

  不過需要指出的是，光迅科技、新易盛、天孚通信、中際旭創(chuàng)、博創(chuàng)科技、華工科技等都從分立光模塊市場切入硅光領域，但是傳統(tǒng)光模塊制造過程中封裝工序較為復雜，BOM及人工成本需要投入較多，另外未來采用硅光的光電共封裝(CPO)技術預計將會成為主流模式，傳統(tǒng)光模塊生產(chǎn)制造企業(yè)將會受到較大的技術挑戰(zhàn)。另外，在硅光芯片研發(fā)上相對處于弱勢。

  早在2020年2月，華為就在倫敦發(fā)布了800G可調超高速光模塊。

  據(jù)華為介紹，這款產(chǎn)品支持200G-800G速率靈活調節(jié);單纖容量達到48T，對比業(yè)界方案高出40%;基于華為信道匹配算法，傳輸距離相比業(yè)界提升20%。

  這款產(chǎn)品被應用在全系列的華為OptiXtrans光傳送產(chǎn)品中，是華為光網(wǎng)絡頂級競爭力的重要組成部分。

  2020年9月，光迅科技也推出了800G光模塊，采用OSFP封裝規(guī)格，CWDM4波分復用，共計8發(fā)8收，采用單波106Gbps的PAM4調制，可以充分滿足客戶數(shù)據(jù)中心800G應用要求。

  根據(jù)光迅科技2021年年報顯示，其100G相干硅光產(chǎn)品雖然實現(xiàn)出貨，但出貨量不大，處于試水狀態(tài)。

  400G已在客戶端測試，有望在今年下半年形成批量出貨，包括傳輸和數(shù)通。800G今年下半年開始給客戶送樣，預計明年可以形成交付。

  光迅科技擁有從芯片、器件、模塊到子系統(tǒng)的垂直集成能力，擁有光芯片、耦合封裝、硬件、軟件、測試、結構和可靠性七大技術平臺，支撐公司有源器件和模塊、無源器件和模塊產(chǎn)品。

  在光芯片領域，光迅科技擁有較強的自供能力。目前光迅科技的25G DFB有七成可以自供;25G EML內部測試通過，下一步將商用;VCSEL 已成熟可以投入商用。50G EML內部研發(fā)基本完成，正在商業(yè)化進度。

  2020年12月，中際旭創(chuàng)也推出的800G光模塊，包括800G OSFP和QSFP-DD800光模塊產(chǎn)品線。

  2021年，中際旭創(chuàng)800G系列光模塊完成了向客戶的送樣、測試和認證，400G硅光芯片fab良率的持續(xù)提升，為穩(wěn)定量產(chǎn)做好了準備;800G硅光芯片也開發(fā)成功。

  相干方面，400GZR和200GZR等用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)或電信城域網(wǎng)場景的產(chǎn)品已形成小批量生產(chǎn)和出貨。

  2021年6月，亨通洛克利科技有限公司也發(fā)布了基于EML技術的800G QSFP-DD800 DR8光模塊，采用內置驅動器的7nm DSP和COB結構實現(xiàn)800G QSFP-DD800 DR8設計，模塊總功耗約為16W。

  亨通洛克利將于今年下半年開放早期客戶評估，并計劃在2022年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)。亨通洛克利還計劃在2022年開發(fā)基于硅光的800G光模塊。

  2021年6月，成都新易盛通信技術股份有限公司也發(fā)布了800G光模塊系列產(chǎn)品，包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型號。

  800G OSFP光模塊已經(jīng)在800G交換機上進行了測試，顯示出良好的性能。

  據(jù)2021年年報介紹，新易盛已成功研發(fā)出涵蓋5G前傳、中傳、回傳的25G、50G、100G、 200G系列光模塊產(chǎn)品并實現(xiàn)批量交付，同時是國內少數(shù)批量交付運用于數(shù)據(jù)中心市場的100G、200G、400G高速光模塊、掌握高速率光器件芯片封裝和光器件封裝的企業(yè)，并推出800G光模塊產(chǎn)品系列組合、基于硅光解決方案的400G光模塊產(chǎn)品及400G ZR/ZR 相干光模塊。

  華工科技的硅光技術研發(fā)主要依托于旗下的光通信業(yè)務子公司華工正源。

  據(jù)其2021年年報顯示，在光通信領域，50G系列傳輸類產(chǎn)品在國內頂級系統(tǒng)設備商處順利導入并批量交付，5G光模塊鞏固前、中、回傳市場優(yōu)勢地位;數(shù)通產(chǎn)品成功卡位頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商資源池，400G全系列光模塊已實現(xiàn)批量發(fā)貨;下一代數(shù)據(jù)中心領域的高速率800G模塊，已于2021年第三季度發(fā)布OSFP/QSFP-DD封裝形式。

  此外，國內硅光芯片/模塊領域還有一些初創(chuàng)企業(yè)，比如熹聯(lián)光芯、奇芯光電、賽勒科技、SiFotonics等。

  未來，硅光子產(chǎn)業(yè)將遵循著微電子產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的軌跡，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸分化，F(xiàn)abless商業(yè)基礎將會初步形成，后續(xù)基于硅光的激光雷達、可穿戴設備、AI光子計算等領域會相繼爆發(fā)。