随着信息科技的迅猛发展,硅光技术作为下一代光通信技术的发展方向,已成为业界研究的热点。硅光技术的核心在于硅基光子技术,相较于传统基于InP材料的光子集成技术,它在成本方面具有显著优势,有望在光通信领域实现大规模应用。硅光模块市场前景广阔,特别是在5G和400G系统大型数据中心建设初期,硅光模块的引入预示着市场占有率的快速提升。
硅基光子集成技术的简述是,这一技术采用硅材料作为基底,集成各种光学器件或光电器件,例如激光器、电光调制器、光电探测器等。与基于硅的集成电路技术一样,硅光技术具有小体积、轻重量、低引出线和焊接点数、长寿命、高可靠性和高性能等优点。硅材料在光通信领域的应用受到了一定限制,主要在于其发光效率较低。目前,硅基光子集成多采用混合集成的形式,将硅作为衬底,外接激光器,形成硅基光混合集成(OEIC),作为可落地实现的方案。尽管如此,随着硅基激光器技术的突破,未来有望实现真正的全光芯片单片集成。
硅光模块产业链的关键环节在于硅光芯片的商业化和量产。目前,该领域主要由Intel、Luxtera等欧美企业主导,中国厂商多以封装厂的角色参与其中。在上市公司中,博创科技通过与Sicoya芯片厂商的合作,在华为的支持下开始规模化生产硅光模块,并在电信领域取得了一定的先发优势。未来,博创科技也可能会进一步拓展至数通领域,值得关注。
集成电路技术(IC)的简述是,它是通过特定工艺将电路中所需的晶体管、电阻、电容等电子元件及布线互连集成到一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,封装成具有特定电路功能的微型结构。基于硅的集成电路在当今半导体工业中占据主流,具备体积小、重量轻、成本低等优势,适合大规模生产。然而,硅基集成电路由于受到RC延迟效应的限制,难以实现纳秒级别的超高速信息传输,这就使光子技术成为新的信息传输载体。
光子集成技术(PIC)与电子集成技术类似,但集成的是光学元器件,如激光器、电光调制器等。PIC能够显著提高系统尺寸、功耗及可靠性,降低系统成本。现有的PIC基底材料包括InP、GaAs、LiNbO3等,其中InP材料已有大规模单片PIC商用化,而硅基PIC技术虽然研究历史较短,但发展迅速,已有一些小批量产品落地。
整体而言,硅光模块的应用前景广阔,是光通信技术进一步发展的方向,也是下一代计算机技术的重要组成部分。随着技术的不断发展和成本的进一步降低,硅光模块有望在高速光模块市场中占据主导地位。尽管目前国产化率较低,但硅光技术的不断成熟和产业链的逐步完善将为国内厂商带来巨大的机遇和挑战。