CPU处理器|大突破！国内首款1.6Tb/s硅光互连芯片研制完成
2021年12月13日，针对1.6T光接口的MSA(Multi-Source Agreement，多源协议)行业联盟宣布成立，宣告1.6Tb/s光模块将成为下一步全球竞相追逐的热点 。
然而，1.6Tb/s光芯片在速率、集成度、封装技术等方面都具有极高挑战，国际上还没有明确和完善的解决方案 。
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近日，国家信息光电子创新中心（NOEIC）、鹏城实验室、中国信息通信科技集团光纤通信技术和网络国家重点实验室、武汉光迅科技股份有限公司，在国内率先完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的联合研制和功能验证，实现了我国硅光芯片技术向Tb/s级的首次跨越 。
【CPU处理器|大突破！国内首款1.6Tb/s硅光互连芯片研制完成】据介绍，研究人员分别在单颗硅基光发射芯片和硅基光接收芯片上集成了8个通道高速电光调制器和高速光电探测器，每个通道可实现200Gb/s PAM4高速信号的光电和电光转换，最终经过芯片封装和系统传输测试，完成了单片容量高达8 x 200Gb/s光互连技术验证 。
该工作刷新了国内此前单片光互连速率和互连密度的最好水平，展现出硅光技术的超高速、超高密度、高可扩展性等突出优势，为下一代数据中心内的宽带互连提供了可靠的光芯片解决方案 。
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此前，国际上也仅有英特尔在2020年展示了1.6Tbps的光子引擎，基于英特尔硅光平台上设计和制造，可提供四个400GBase-DR4接口 。
NOEIC一直致力于推动高端光电子芯片的技术演进、国内首产和产业转化 。近年来，在超高速光收发芯片技术上获得持续突破，相继研制出一系列新型的超100Gbaud硅光调制器和探测器成果，先后在Nature Communications、IEEE JSSC、ECOC PDP、ACP PDP上发布，并入选“中国光学十大进展”、“中国半导体十大研究进展”，面向Tb/s光模块作出了充分的技术储备 。
NOEIC同时积极参与和推动相关标准制定工作，牵头中国通信标准化协会（CCSA）“100GBaud及以上高速光收发器件研究”、“800G光收发合一模块：4×200G”标准，为我国高速光模块行业标准制定贡献力量 。国家信息光电子创新中心将继续联合国内优势单位，共同完成相关技术验证和产业转化等工作，力争为我国信息光电子行业提速升级、快速占据产业制高点提供有力支撑 。
硅光市场快速增长，400G模块已进入商用
随着数据中心网络拓扑结构的持续升级演进，使得数据中心光互连解决方案朝着更高速率、更低功耗、更低成本的方向发展 。在未来，数据中心的流量会越来越大，复杂性也会越来越高，这必然会引起技术层面的创新 。
硅光技术正是面向数据中心场景下的创新方向之一，以其材料特性以及CMOS工艺的先天优势，能够很好的满足数据中心对高速率、低成本、低功耗等需求 。
根据Yole报告预测，2018年-2024年，硅光市场规模年复合增长率为44.5%，将从2018年的4.55亿美元增长到2024年的41.4亿美元 。
目前，硅光技术应用在第一代4x25G产品中，如100G PSM4和100G CWDM4，500m-2km的场景中；在第二代1x100G产品中，主要应用在DR1/FR1和LR1，500m-10Km的场景中；在200G产品中，硅光集成的优势不太明显；在400G产品中，400G DR4/DR4+产品已经开始进入商用部署阶段 。800G乃至1.6T的光模块样机研制和技术标准正在推进中 。
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 。当前来看，硅光模块的工艺难度大，封装成本较高，在1.5~2美元/GB 。
但是传统光模块的成本在1+美元/GB，难以进一步降低，而硅光模块的成本理论上有望降至0.3美元/GB，在规模量产情况下具有极强的成本优势 。
美国厂商占据市场主导地位，国产厂商已实现技术突破
目前，全球硅光产业链已经逐渐成熟，从基础研发到商业应用的各个环节均有代表性的企业 。其中以Intel、Acacia、 Luxtera、Cisco、Inphi为代表的美国企业占据了硅光芯片和模块出货量的大部分，成为业内领头羊 。
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