国内首款1.6Tb/s硅光互连芯片完成研制

最新更新时间:2021-12-27来源: 芯智讯 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

近日,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。



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。


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8×200Gb/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。




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光模块已进入商用


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。而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。



国内厂商主要有华为、光迅科技、亨通光电、旭创科技、博创科技、新易盛等,虽然进入该领域较晚,市场份额相对较小。但是通过近年来在技术上的快速追赶,国产厂与国外厂商在技术上的差距已经是越来越小。


早在2020年2月,华为就在伦敦发布了800G可调超高速光模块。据华为介绍,这款产品支持200G-800G速率灵活调节;单纤容量达到48T,对比业界方案高出40%;基于华为信道匹配算法,传输距离相比业界提升20%。这款产品被应用在全系列的华为OptiXtrans光传送产品中,是华为光网络顶级竞争力的重要组成部分。


2020年9月,光迅科技也推出了800G光模块,采用OSFP封装规格,CWDM4波分复用,共计8发8收,采用单波106Gbps的PAM4调制,可以充分满足客户数据中心800G应用要求。


2020年12月,旭创科技也推出的800G光模块,包括800G OSFP和QSFP-DD800光模块产品线。今年在接受投资者提问时,旭创科技表示,800G光模块产品已向海外客户送测,预计2022年800G产品有望被海外客户批量采购。


2021年6月,亨通洛克利科技有限公司也发布了基于EML技术的800G QSFP-DD800 DR8光模块,采用内置驱动器的7nm DSP和COB结构实现800G QSFP-DD800 DR8设计,模块总功耗约为16W。亨通洛克利将于今年下半年开放早期客户评估,并计划在2022年下半年实现量产。亨通洛克利还计划在2022年开发基于硅光的800G光模块。


同一时间,成都新易盛通信技术股份有限公司发布了800G光模块系列产品,包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型号。其800G OSFP光模块已经在800G交换机上进行了测试,显示出良好的性能。



随着此次国内完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的联合研制和功能验证,使得我国的硅光技术上实现了对于国外的追赶。


编辑:王兆楠 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/manufacture/ic558724.html

上一篇:芯片荒,什么时候能结束?
下一篇:Socionext以高性能平台化SoC重塑出行方式

小广播
换一换 更多 相关热搜器件

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 市场动态 半导体生产 材料技术 封装测试 工艺设备 光伏产业 平板显示 电子设计 电子制造 视频教程

词云: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2022 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved