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大咖50谈 | 展望硅光技术和产品发展

2022-1-7 09:08| 发布者：Davis| 查看：910| 评论：0|原作者: 光电资讯

摘要：本文介绍了2021年中国国际光电高峰论坛和英特尔在光电子领域的技术发展。其中包括硅光技术、光电子芯片集成技术和更高版本的光引擎。此外，文章还提到了CPO和co-packaged交换机等相关技术和产品。

2021年中国国际光电高峰论坛同期80余场主题论坛汇聚了超550位演讲嘉宾，吸引了超9000名专业听众，议题涵盖信息通信、精密光学、激光与红外、智能传感等光电板块，围绕学术、产业、应用等多个方向，全面深入探讨光电领域的ZUI新技术和研究方向，为光电企业布局未来提供了一个得天独厚的交流平台和更多强有力的可持续发展支撑。

【大咖50谈】专题栏目，旨在邀请多位政府、科研院所、高校老师、行业技术领导者等各领域大咖分享他们对光电行业发展趋势以及政策解读的独到见解，为我们探索光电发展提供更多新角度，新思路。

本期，我们将分享英特尔硅光业务拓展经理张利博士在“光电子芯片集成技术与应用论坛”上介绍的英特尔硅光技术和产品发展。

张利介绍到，英特尔的硅光产品与其他厂商的产品ZUI大的区别在于产品使用的是片式光源和异质技术。英特尔产品有三个不同点，第一个不同点在于光源是磷化铟的增益材料，做的比较好的地方是因为用磷化铟的增益达到了一个光源的效果，发光技术和光的制程技术，是在硅的晶圆上面，可以理解为发光羟体在硅芯片上，这是跟目前其他厂商硅光产品技术的ZUI大不同。另外，市面上所有的磷化铟的方案，还有目前的很多硅光方案，都是使用的外置光源技术，外置光源技术是什么意思呢？就是光源还要配上成品的激光器，然后通过各种各样的耦合的方式，加上光耦合器。而英特尔的方案ZUI大的好处是可以把它看成一个独立的激光器，就是一个全新的激光器，只是用的增益材料，并不会用其他的已经着好光的激光器，这是一个不同的地方。

第二个不同点在于英特尔的晶圆制程是一个12英寸的300毫米的晶圆，是英特尔自己在美国的晶圆厂生产的，英特尔的晶圆厂的资源比较好，有自己的晶圆厂，就可以大大强化研发的过程，英特尔的流片、circletime都会在可控范围之内，所以英特尔自己的芯片设计ZUI后也会得到一个良好的验证。英特尔的晶圆是在美国自己的晶圆厂生产的，它的产量非常高，目前100G光模块的年产能超过250万个，这250万个晶圆，就是硅光的晶圆和硅基的激光器，目前来看没有任何的生产瓶颈。

第三个不同点在于英特尔的测试技术，因为英特尔的测试技术优势在于它是晶圆级的测试技术，这个晶圆级技术是通过英特尔自己原有的电测试技术加上光测试的技术，这些测试所需要的具体设计是现在整个硅晶圆的半导体设计里面已经考究验证通过的，这是一个比较重要的特点。

基于英特尔硅光芯片的100G的CWDM4光模块，模块下面是发端的PIC，上面是收端，现在产业在收和发端基本上是分开的，英特尔也是做到分开的，加上其他的电的部分，英特尔没有光的耦合这层，所以这个硅光芯片直接就是相当于一个光引擎，整个后端的生产制程变的非常高效，整个光模块后端的packaging即封装应该说能达到95%以上的自动化程度，这是整个光模块行业里面制程自动化做的比较好的地方，包括良率也会非常好。

张利进一步说到芯片的问题，英特尔1.6T光引擎的结构，中间的是激光器部分，下图是100G的激光器，中间的部分是激光器，里面有32个激光器，一共是16条通道，每一个100G的通道实际上有2个激光器在里面，这个激光器的可靠性已经得到了一个很好的验证，因为在这个1.6T的激光器上面增加了激光器的冗余设计。张利继续阐释到这个激光器冗余怎么实现呢？大家看图片左侧这边的16，是用热调整的开关，实现这两个激光器的转换，当一个激光器出现问题的时候，通过光开关调制到另外一个激光器，然后在业务上会稍稍有点断开，但是基本上不需要做任何的机械调整。在ZUI左侧这边，就是调制器，这个结构非常复杂，光路就是从中间做到左边，从左边再汇到右边，在右侧，在激光器旁边的那个是转换器，经过转换再把它送到V-groove，从里面传出去，这个是用在1.6T的packaging上面，这个激光器去年有做了一个demo。

张利表示在光引擎上面，英特尔在做更多的优化工作，张利透露后面在3.2T的下一代产品上已经有非常成熟的方案，包括整个结构布局、封装各方面都做了非常好的优化，那个将是下一代更闪亮的产品。

张利继续说到CPO，co-packaged交换机的展示如下图，交换机搭载了英特尔的2.8T的交换机芯片，此芯片搭载的是英特尔硅光的光引擎，就是图中有英特尔标志的中间的部分，下面是交换芯片，它四周是1.6T的光引擎，这个CPO的I/O英特尔布局投入的时间比较早，在一开始做微光模块、微光芯片研发的时候，CPO就是其中一个研发方向，1.6T光引擎在四边，原来是一个25.6T的I/O的方案，但是这次图片展示是做的12.8T。

张利谈到对CPO的看法，在交换机网络架构上面来看，可插拔光模块还有很大的发展空间和潜力，现在大家看到100G、200G、400G，而且800G做的非常好，CIOE 2021上很多厂商发布了800G的可插拔方案，英特尔在激光器布局很早，从客户数据中心的应用和需求来看，和业界理解的一样，应该是在50+T的时候会有一些尝试，在100T的时候会做更多的工作，或者说CPO真正的在能耗密度、端口密度上面的优势会在更高速率上才能显示出来，英特尔也是在这个方向上在布局，张利表示英特尔正在做3.2T的下一代光引擎。

张利接着谈到英特尔的产品动态，100G产品已经非常成熟，现在在行业里面已经在大规模的出货，200G产品、400G产品正在批量发布，许多客户也已经在应用了， 6月份也已经发布了的ZUI新的800G产品DR8，同时还有2×400GFR4产品。并且800G产品上已经开始应用自研的微光调制器，1.6T光引擎上也是用的这一款微光调制器。ZUI后，张利说到基于硅光的产品里面核心的东西仍然是芯片，无论是800G光模块的芯片，还是未来1.6T、3.2T硅光的产品，都将在传输距离、环境密度等等性能要求实现具有更多不同功能的芯片的集成。

*以上内容摘自CIOE 2021《光电子芯片集成技术与应用论坛》现场演讲速记内容。