騰訊孫敏：數(shù)據(jù)中心視角下的光器件技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇、挑戰(zhàn)與未來

  ICCSZ訊  9月初，《第十七屆訊石光纖通訊市場暨技術(shù)專題研討會》在深圳成功舉辦，騰訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中心資深專家孫敏博士應(yīng)邀在會上發(fā)表演講，孫敏博士從騰訊數(shù)據(jù)中心光模塊需求及應(yīng)用、數(shù)據(jù)中心光器件應(yīng)用問題及質(zhì)量要求、數(shù)據(jù)中心光模塊核心部件應(yīng)用分析、數(shù)據(jù)中心光模塊未來------400G+等幾個(gè)方面展開，為我們詳解了數(shù)據(jù)中心視角下的光器件技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇、挑戰(zhàn)與未來。

  孫敏博士表示，騰訊的多樣化海量業(yè)務(wù)如QQ、微信、騰訊游戲、騰訊視頻、騰訊新聞、微信支付、騰訊手機(jī)管家等，都離不開騰訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中心的支撐，以及騰訊建立的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心平臺的支持。騰訊從2012年開始大規(guī)模使用光模塊，到2018年，每年服務(wù)器的增長都是呈倍數(shù)或指數(shù)型增長。

  談到數(shù)據(jù)中心光模塊質(zhì)量，孫博士提到企業(yè)希望供應(yīng)商產(chǎn)品種類齊全，有核心技術(shù)及競爭力、有持續(xù)發(fā)展的潛力，具有良好的市場及歷史表現(xiàn)積極，并能快速有效的響應(yīng)。

  孫敏博士認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心光模塊應(yīng)用有一個(gè)很大的矛盾點(diǎn)，一方面需要大流量、高帶寬的數(shù)據(jù)中心，要求最新的光器件技術(shù);但另一方面要求數(shù)據(jù)傳輸安全穩(wěn)定，所以就必須是成熟穩(wěn)定的光模塊技術(shù)。這從某種程度上來講是矛盾的。

  他表示我們要做的不是去預(yù)測光模塊多久會失效，而是應(yīng)該在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的過程中，去監(jiān)測光模塊的變化，調(diào)動(dòng)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)流量，從而更好地去為業(yè)務(wù)服務(wù)。

圖：孫敏博士在演講

  400G VCSEL SR8和SR4.2該怎么選?孫敏博士表示騰訊會從以下5個(gè)方面去考量：底層芯片成熟度，供應(yīng)鏈健全;光、電封裝技術(shù)成熟，專利規(guī)避問題;數(shù)據(jù)中心布局;模塊光電性能，可靠性;全鏈路，短中長期成本對比。

  傳統(tǒng)VCSEL方案也面臨著挑戰(zhàn)，隨著速率的提升，氧化孔直徑越來越小，嚴(yán)重影響VCSEL的良率和可靠性!更高速率VCSEL路在何方?

  而在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，EEL應(yīng)用一直在變化。25G時(shí)代，EML應(yīng)用首先出現(xiàn);25G時(shí)代，DML一直“追趕”著EML;50G時(shí)代，DML將會到達(dá)瓶頸期;

  孫敏博士認(rèn)為，400G 時(shí)代，EML已經(jīng)能夠滿足數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，并且將會迎來大規(guī)模EML應(yīng)用，我們更關(guān)心它的功耗和成本問題;而到了400G+ 時(shí)代，EML應(yīng)該理解為外腔調(diào)制激光器，它還將發(fā)揮重要作用。

  數(shù)據(jù)中心的進(jìn)程推動(dòng)了硅光的應(yīng)用，但目前來說100G硅光仍然發(fā)展緩慢，主要體現(xiàn)在：硅光芯片可獲取量產(chǎn)化foundry 資源少：成熟CMOS foundry，資源不對外開放，或沒有硅光流片經(jīng)驗(yàn);常規(guī)硅光 foundry流片周期長，工藝不穩(wěn)定，IMEC流片周期6~8個(gè)月;IME流片周期5~6個(gè)月。

  并且，硅光封裝技術(shù)門檻比較高。芯片電I/O設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺，大都只關(guān)心芯片內(nèi)部功能性設(shè)計(jì);芯片光I/O多采用標(biāo)準(zhǔn)PDK，光源難以集成，光纖難以耦合;與現(xiàn)有封裝技術(shù)及設(shè)備不兼容;

  100G與傳統(tǒng)DML方案對比無明顯優(yōu)勢：以CWDM4為例，硅光模塊內(nèi)部架構(gòu)并未簡化。

  孫敏博士表示，在有和無的問題上，硅光優(yōu)勢體現(xiàn);占據(jù)重要位置，但仍然需要與傳統(tǒng)InP方案競爭;與100G相比，仍然需要解決光源，封裝，調(diào)制速率等問題;產(chǎn)業(yè)鏈需要更加成熟和完善。

  此外，結(jié)合信號優(yōu)化算法的電芯片技術(shù)，在高速數(shù)據(jù)中心互聯(lián)中，起到越來越重要的作用。但也存在著不小的技術(shù)挑戰(zhàn)：隨著速率的提升，芯片功耗劇增。

  最后，孫敏博士總結(jié)道，數(shù)據(jù)中心對光器件的需求仍在持續(xù)增長，并會趨于合理化;光器件在數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定應(yīng)用，需要產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步和創(chuàng)新。