解密我國(guó)光子芯片:距世界先進(jìn)水平有多遠(yuǎn)?
說到光通信,我們第一時(shí)間能想到的就是光纖。不過光纖是光通信中的傳輸"通道",而光信號(hào)的發(fā)射和接收則需要光模塊。光模塊的作用簡(jiǎn)單的說就是光電轉(zhuǎn)換,發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),通過光纖傳送后,接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。其中,光子芯片是光模塊的心臟,也是整個(gè)光通信系統(tǒng)的核心。而光子芯片的實(shí)力,代表著一個(gè)國(guó)家、一個(gè)公司的光通信技術(shù)水平。那么中國(guó)的光芯片能否到達(dá)國(guó)際的先進(jìn)水平呢?
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/271458.htm
目前,中國(guó)的華為和中興等廠商在系統(tǒng)設(shè)備層面已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位,并向思科等國(guó)際巨頭發(fā)起了挑戰(zhàn)。中國(guó)廠商的領(lǐng)先地位不僅是指市場(chǎng)份額,還包括在線路側(cè)的高速電路設(shè)計(jì)、光模塊設(shè)計(jì)、軟判決算法等各方面技術(shù)實(shí)力,以及對(duì)下游產(chǎn)業(yè)鏈的掌控。根據(jù)Ovum的報(bào)告,2013年的100G市場(chǎng),華為以31%的份額,處于絕對(duì)領(lǐng)先的位置。但是,下游的光器件以及光子芯片的技術(shù)水平卻不容樂觀。
核心技術(shù)距離仍在拉大
我們知道,光模塊的制造可以分多個(gè)步驟,從芯片到TO到器件再到模塊。每一步又可以細(xì)分,核心的光芯片包括外延生長(zhǎng)、光刻、鍍膜、解理、測(cè)試等眾多環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)其技術(shù)實(shí)力,可以從光子芯片和光模塊來看,而光子芯片更能代表核心的技術(shù),從而在光通信領(lǐng)域更有話語權(quán)。
目前市場(chǎng)主流的高端光模塊速率為100Gbps,同時(shí)400G和1T光模塊也在研發(fā)或預(yù)研中。100G光模塊,包括長(zhǎng)距離和短距離,目前主要的供應(yīng)商包括國(guó)外的Finisar、 JDSU、Oclaro、Fujitsu、Sumitomo等器件廠商,思科收購(gòu)Lightwire后能夠自供。在國(guó)內(nèi),目前只有華為旗下的海思(Hisilicom)掌握了核心技術(shù),并可以自己供貨。但海思主要定位給華為服務(wù),整個(gè)行業(yè)欠缺"中國(guó)芯。"雖然國(guó)內(nèi)的光迅科技、捷沃光通等器件商已經(jīng)能夠小批量供貨,但是還無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通訊。更多的廠商雖然推出了100G產(chǎn)品,大多還處在樣品測(cè)試階段。而國(guó)外400G CDFP MSA在今年已經(jīng)成立,發(fā)起方包括Avago、 Brocade、IBM、 JDSU、 Juniper、Molex和TE Connectivity,后續(xù)加入的廠商包括FCI、Finisar、華為、Inphi、Mellanox、Oclaro、 Semtech和Yamaichi。
從光子芯片層面,國(guó)際上主流大廠商已經(jīng)通過自主研發(fā)和收購(gòu),掌握了 100G光模塊核心芯片技術(shù),而國(guó)內(nèi)除了華為海思外,應(yīng)該來說還停留在10G水平,且無法完全掌握。由于光子芯片作為基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)更需要長(zhǎng)期投入,可想而知中國(guó)廠商在短期內(nèi)追上的難度非常大,與國(guó)外廠商的相對(duì)距離雖然在縮小,絕對(duì)距離還在拉大。
那么有人會(huì)問,我們是否有可能收購(gòu)國(guó)外的100G高速芯片開發(fā)商?對(duì)于國(guó)外廠商來說這是很常見的事情,例如思科收購(gòu)Lightwire、Finisar收購(gòu)u2T、NeoPhotonics收購(gòu)LAPIS光器件業(yè)務(wù)。但對(duì)中國(guó)廠商來說就非常困難了,因?yàn)楦咚俟庑酒_發(fā)商主要來自美國(guó)和日本,因此從政治層面來說對(duì)中國(guó)公司十分敏感。有意思的是這些大廠商收購(gòu)后,有些就掐斷了對(duì)中國(guó)光模塊制造商的芯片供應(yīng),導(dǎo)致不可測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。
光子集成未來幾何
光子芯片以及光通信系統(tǒng)要解決成本、尺寸、功耗等問題,下一步是光子集成。目前有很多種集成技術(shù),包括基于PLC的集成(最成熟),基于InP的集成(以Infinera為代表),基于硅光子的集成(最熱門)。有專家認(rèn)為,解決光器件價(jià)格瓶頸的關(guān)鍵在于硅光子集成。事實(shí)上,最近幾年,硅光子都是光通信產(chǎn)業(yè)界討論的熱點(diǎn)。
雖然硅光子還面臨很多技術(shù)瓶頸,但在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的向心力下,正在被一個(gè)一個(gè)的克服,產(chǎn)業(yè)界對(duì)硅光子大規(guī)模商用也抱有極大的信心。尤其是數(shù)據(jù)中心的短距離應(yīng)用,讓硅光子找到了最合適的用武之地。數(shù)據(jù)中心的巨大潛力,以及英特爾等廠商的大力推動(dòng),促使硅光子的研發(fā)進(jìn)程進(jìn)一步加速。
Ovum光通信首席分析師Daryl Inniss建議中國(guó)廠商發(fā)展硅光子技術(shù),一是投入成本相對(duì)較低,二是也容易收購(gòu)公司或技術(shù)。例如華為已經(jīng)在歐洲進(jìn)行了幾起收購(gòu),并借助收購(gòu)和歐洲的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)取得了合作,進(jìn)一步加強(qiáng)了硅光子基礎(chǔ)研究的實(shí)力。
因此,當(dāng)業(yè)界引以為豪"光通信是中國(guó)高新技術(shù)與世界先進(jìn)水平差距最小的領(lǐng)域之一"時(shí),我們應(yīng)謹(jǐn)慎視之。要想掌握光通信芯片層面的核心技術(shù),不管是中國(guó)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境,還是技術(shù)積累,都還有很長(zhǎng)的路要走,而且還需要持續(xù)性投入重金做基礎(chǔ)研發(fā)工作。鑒于中國(guó)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),我們只能期盼這一產(chǎn)業(yè)能夠如同IC電芯片一樣,獲得國(guó)家相應(yīng)的重視,加大對(duì)基礎(chǔ)研究生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
評(píng)論