華工科技量產硅光芯片：這到底是啥？

  ICC訊 近日，在投資者互動平臺上，華工科技回復投資者提問時透露，公司400G(40萬兆)硅光芯片已實現量產，800G(80萬兆)硅光芯片預計今年實現小批量生產。

  至于價格，華工科技稱具體產品單價屬于非公開信息，無法披露。

  資料顯示，華工科技(HGTech)脫胎于中國知名學府華中科技大學，于1999年正式成立，是“中國激光第一股”、中國高校成果產業(yè)化的先行者、首批國家創(chuàng)新型企業(yè)。

  主營業(yè)務包括激光器、激光加工設備及成套設備、激光全息綜合防偽標識、激光全息綜合防偽燙印箔及包裝材料、光器件與光通信模塊、光學元器件、電子元器件。

  2021年3月實際控制人由華中科技大學變更為武漢市國資委，目前公司擁有20000多平米的研發(fā)、中試基地，在海外設有3個研發(fā)中心，產品出口80多個國家和地區(qū)。

  硅光技術是一種基于硅光子學的低成本、高速的光通信技術，利用基于硅材料的CMOS微電子工藝實現光子器件的集成制備，該技術結合了CMOS技術的超大規(guī)模邏輯、超高精度制造的特性和光子技術超高速率、超低功耗的優(yōu)勢。

  硅光技術將原本分離器件眾多的光、電元件縮小集成到至一個獨立微芯片中，實現高集成度、低成本、高速光傳輸。相比較傳統的分立器件光模塊，硅光子器件集成度更高(不再需要ROSA和TOSA封裝)更加適應未來高速流量傳輸處理需要。與此同時，更緊密的集成方式降低了光模塊的封裝和制造成本。

  隨著全球數據中心流量的爆炸式增長(從2016年的6.8 ZB增長到2021年的20.6ZB)，網絡流量每 9-12 個月翻一番，光通信設備每 2-3 年升級一次， “ZB”時代流量增長依舊是ICT行業(yè)最原始驅動力。但是，在10nm后硅基CMOS摩爾定律開始失效，傳統集成電路、器件提升帶寬模式逼近極限。

  相比之下，硅光技術有機結合了成熟微電子和光電子技術，既減小了芯片尺寸，降低成本、功耗、又提高了可靠性，成為“超越摩爾”的新技術路徑。面對硅光子技術的確定性發(fā)展趨勢，海內外巨頭公司瞄準硅光賽道收并購頻發(fā)，科技巨頭公司高度重視硅光技術。

  目前，硅光子商業(yè)化較為成熟的領域主要在于數據中心、高性能數據交換、長距離互聯、5G基礎設施等光連接領域，800G及以后硅光模塊 性價比較為突出。

  從產業(yè)鏈進展看，全球硅光產業(yè)鏈已經逐漸成熟，從基礎研發(fā)到商業(yè)應用的各個環(huán)節(jié)均有代表性的企業(yè)。

  其中以Intel、思科(Acacia、Luxtera 均被思科收購)、Inphi、Mellanox (已被英偉達收購)為代表的美國企業(yè)占據了硅光芯片和模塊出貨量的大部分，成為業(yè)內領頭羊。

  國內廠商主要有華為、光迅科技、亨通光電、博創(chuàng)科技、中際旭創(chuàng)、華工科技、新易盛等，雖然國產廠商進入該領域較晚，市場份額相對較小。但是通過近年來在技術上的快速追趕，國產廠與國外廠商在技術上的差距已經是越來越小。

  不過需要指出的是，光迅科技、新易盛、天孚通信、中際旭創(chuàng)、博創(chuàng)科技、華工科技等都從分立光模塊市場切入硅光領域，但是傳統光模塊制造過程中封裝工序較為復雜，BOM及人工成本需要投入較多，另外未來采用硅光的光電共封裝(CPO)技術預計將會成為主流模式，傳統光模塊生產制造企業(yè)將會受到較大的技術挑戰(zhàn)。另外，在硅光芯片研發(fā)上相對處于弱勢。

  早在2020年2月，華為就在倫敦發(fā)布了800G可調超高速光模塊。

  據華為介紹，這款產品支持200G-800G速率靈活調節(jié);單纖容量達到48T，對比業(yè)界方案高出40%;基于華為信道匹配算法，傳輸距離相比業(yè)界提升20%。

  這款產品被應用在全系列的華為OptiXtrans光傳送產品中，是華為光網絡頂級競爭力的重要組成部分。

  2020年9月，光迅科技也推出了800G光模塊，采用OSFP封裝規(guī)格，CWDM4波分復用，共計8發(fā)8收，采用單波106Gbps的PAM4調制，可以充分滿足客戶數據中心800G應用要求。

  根據光迅科技2021年年報顯示，其100G相干硅光產品雖然實現出貨，但出貨量不大，處于試水狀態(tài)。

  400G已在客戶端測試，有望在今年下半年形成批量出貨，包括傳輸和數通。800G今年下半年開始給客戶送樣，預計明年可以形成交付。

  光迅科技擁有從芯片、器件、模塊到子系統的垂直集成能力，擁有光芯片、耦合封裝、硬件、軟件、測試、結構和可靠性七大技術平臺，支撐公司有源器件和模塊、無源器件和模塊產品。

  在光芯片領域，光迅科技擁有較強的自供能力。目前光迅科技的25G DFB有七成可以自供;25G EML內部測試通過，下一步將商用;VCSEL 已成熟可以投入商用。50G EML內部研發(fā)基本完成，正在商業(yè)化進度。

  2020年12月，中際旭創(chuàng)也推出的800G光模塊，包括800G OSFP和QSFP-DD800光模塊產品線。

  2021年，中際旭創(chuàng)800G系列光模塊完成了向客戶的送樣、測試和認證，400G硅光芯片fab良率的持續(xù)提升，為穩(wěn)定量產做好了準備;800G硅光芯片也開發(fā)成功。

  相干方面，400GZR和200GZR等用于數據中心互聯或電信城域網場景的產品已形成小批量生產和出貨。

  2021年6月，亨通洛克利科技有限公司也發(fā)布了基于EML技術的800G QSFP-DD800 DR8光模塊，采用內置驅動器的7nm DSP和COB結構實現800G QSFP-DD800 DR8設計，模塊總功耗約為16W。

  亨通洛克利將于今年下半年開放早期客戶評估，并計劃在2022年下半年實現量產。亨通洛克利還計劃在2022年開發(fā)基于硅光的800G光模塊。

  2021年6月，成都新易盛通信技術股份有限公司也發(fā)布了800G光模塊系列產品，包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型號。

  800G OSFP光模塊已經在800G交換機上進行了測試，顯示出良好的性能。

  據2021年年報介紹，新易盛已成功研發(fā)出涵蓋5G前傳、中傳、回傳的25G、50G、100G、 200G系列光模塊產品并實現批量交付，同時是國內少數批量交付運用于數據中心市場的100G、200G、400G高速光模塊、掌握高速率光器件芯片封裝和光器件封裝的企業(yè)，并推出800G光模塊產品系列組合、基于硅光解決方案的400G光模塊產品及400G ZR/ZR 相干光模塊。

  華工科技的硅光技術研發(fā)主要依托于旗下的光通信業(yè)務子公司華工正源。

  據其2021年年報顯示，在光通信領域，50G系列傳輸類產品在國內頂級系統設備商處順利導入并批量交付，5G光模塊鞏固前、中、回傳市場優(yōu)勢地位;數通產品成功卡位頭部互聯網廠商資源池，400G全系列光模塊已實現批量發(fā)貨;下一代數據中心領域的高速率800G模塊，已于2021年第三季度發(fā)布OSFP/QSFP-DD封裝形式。

  此外，國內硅光芯片/模塊領域還有一些初創(chuàng)企業(yè)，比如熹聯光芯、奇芯光電、賽勒科技、SiFotonics等。

  未來，硅光子產業(yè)將遵循著微電子產業(yè)鏈發(fā)展的軌跡，產業(yè)鏈逐漸分化，Fabless商業(yè)基礎將會初步形成，后續(xù)基于硅光的激光雷達、可穿戴設備、AI光子計算等領域會相繼爆發(fā)。