華工科技量產(chǎn)硅光芯片：這到底是啥？

  ICC訊 近日，在投資者互動(dòng)平臺(tái)上，華工科技回復(fù)投資者提問(wèn)時(shí)透露，公司400G(40萬(wàn)兆)硅光芯片已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，800G(80萬(wàn)兆)硅光芯片預(yù)計(jì)今年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

  至于價(jià)格，華工科技稱具體產(chǎn)品單價(jià)屬于非公開(kāi)信息，無(wú)法披露。

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

  主營(yíng)業(yè)務(wù)包括激光器、激光加工設(shè)備及成套設(shè)備、激光全息綜合防偽標(biāo)識(shí)、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(xué)元器件、電子元器件。

  2021年3月實(shí)際控制人由華中科技大學(xué)變更為武漢市國(guó)資委，目前公司擁有20000多平米的研發(fā)、中試基地，在海外設(shè)有3個(gè)研發(fā)中心，產(chǎn)品出口80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

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

  硅光技術(shù)將原本分離器件眾多的光、電元件縮小集成到至一個(gè)獨(dú)立微芯片中，實(shí)現(xiàn)高集成度、低成本、高速光傳輸。相比較傳統(tǒng)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(yīng)未來(lái)高速流量傳輸處理需要。與此同時(shí)，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(shù)據(jù)中心流量的爆炸式增長(zhǎng)(從2016年的6.8 ZB增長(zhǎng)到2021年的20.6ZB)，網(wǎng)絡(luò)流量每 9-12 個(gè)月翻一番，光通信設(shè)備每 2-3 年升級(jí)一次， “ZB”時(shí)代流量增長(zhǎng)依舊是ICT行業(yè)最原始驅(qū)動(dòng)力。但是，在10nm后硅基CMOS摩爾定律開(kāi)始失效，傳統(tǒng)集成電路、器件提升帶寬模式逼近極限。

  相比之下，硅光技術(shù)有機(jī)結(jié)合了成熟微電子和光電子技術(shù)，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(shù)路徑。面對(duì)硅光子技術(shù)的確定性發(fā)展趨勢(shì)，海內(nèi)外巨頭公司瞄準(zhǔn)硅光賽道收并購(gòu)頻發(fā)，科技巨頭公司高度重視硅光技術(shù)。

  目前，硅光子商業(yè)化較為成熟的領(lǐng)域主要在于數(shù)據(jù)中心、高性能數(shù)據(jù)交換、長(zhǎng)距離互聯(lián)、5G基礎(chǔ)設(shè)施等光連接領(lǐng)域，800G及以后硅光模塊 性價(jià)比較為突出。

  從產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展看，全球硅光產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸成熟，從基礎(chǔ)研發(fā)到商業(yè)應(yīng)用的各個(gè)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(gòu))、Inphi、Mellanox (已被英偉達(dá)收購(gòu))為代表的美國(guó)企業(yè)占據(jù)了硅光芯片和模塊出貨量的大部分，成為業(yè)內(nèi)領(lǐng)頭羊。

  國(guó)內(nèi)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(guó)產(chǎn)廠商進(jìn)入該領(lǐng)域較晚，市場(chǎng)份額相對(duì)較小。但是通過(guò)近年來(lái)在技術(shù)上的快速追趕，國(guó)產(chǎn)廠與國(guó)外廠商在技術(shù)上的差距已經(jīng)是越來(lái)越小。

  不過(guò)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(chǎng)切入硅光領(lǐng)域，但是傳統(tǒng)光模塊制造過(guò)程中封裝工序較為復(fù)雜，BOM及人工成本需要投入較多，另外未來(lái)采用硅光的光電共封裝(CPO)技術(shù)預(yù)計(jì)將會(huì)成為主流模式，傳統(tǒng)光模塊生產(chǎn)制造企業(yè)將會(huì)受到較大的技術(shù)挑戰(zhàn)。另外，在硅光芯片研發(fā)上相對(duì)處于弱勢(shì)。

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

  據(jù)華為介紹，這款產(chǎn)品支持200G-800G速率靈活調(diào)節(jié);單纖容量達(dá)到48T，對(duì)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(chǎn)品被應(yīng)用在全系列的華為OptiXtrans光傳送產(chǎn)品中，是華為光網(wǎng)絡(luò)頂級(jí)競(jìng)爭(zhēng)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(fù)用，共計(jì)8發(fā)8收，采用單波106Gbps的PAM4調(diào)制，可以充分滿足客戶數(shù)據(jù)中心800G應(yīng)用要求。

  根據(jù)光迅科技2021年年報(bào)顯示，其100G相干硅光產(chǎn)品雖然實(shí)現(xiàn)出貨，但出貨量不大，處于試水狀態(tài)。

  400G已在客戶端測(cè)試，有望在今年下半年形成批量出貨，包括傳輸和數(shù)通。800G今年下半年開(kāi)始給客戶送樣，預(yù)計(jì)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(tǒng)的垂直集成能力，擁有光芯片、耦合封裝、硬件、軟件、測(cè)試、結(jié)構(gòu)和可靠性七大技術(shù)平臺(tái)，支撐公司有源器件和模塊、無(wú)源器件和模塊產(chǎn)品。

  在光芯片領(lǐng)域，光迅科技擁有較強(qiáng)的自供能力。目前光迅科技的25G DFB有七成可以自供;25G EML內(nèi)部測(cè)試通過(guò)，下一步將商用;VCSEL 已成熟可以投入商用。50G EML內(nèi)部研發(fā)基本完成，正在商業(yè)化進(jìn)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(chǎn)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(cè)試和認(rèn)證，400G硅光芯片fab良率的持續(xù)提升，為穩(wěn)定量產(chǎn)做好了準(zhǔn)備;800G硅光芯片也開(kāi)發(fā)成功。

  相干方面，400GZR和200GZR等用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)或電信城域網(wǎng)場(chǎng)景的產(chǎn)品已形成小批量生產(chǎn)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(shù)的800G QSFP-DD800 DR8光模塊，采用內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器的7nm DSP和COB結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)800G QSFP-DD800 DR8設(shè)計(jì)，模塊總功耗約為16W。

  亨通洛克利將于今年下半年開(kāi)放早期客戶評(píng)估，并計(jì)劃在2022年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。亨通洛克利還計(jì)劃在2022年開(kāi)發(fā)基于硅光的800G光模塊。

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

  800G OSFP光模塊已經(jīng)在800G交換機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試，顯示出良好的性能。

  據(jù)2021年年報(bào)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(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)批量交付，同時(shí)是國(guó)內(nèi)少數(shù)批量交付運(yùn)用于數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)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(chǎn)品系列組合、基于硅光解決方案的400G光模塊產(chǎn)品及400G ZR/ZR 相干光模塊。

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

  據(jù)其2021年年報(bào)顯示，在光通信領(lǐng)域，50G系列傳輸類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)頂級(jí)系統(tǒng)設(shè)備商處順利導(dǎo)入并批量交付，5G光模塊鞏固前、中、回傳市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位;數(shù)通產(chǎn)品成功卡位頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商資源池，400G全系列光模塊已實(shí)現(xiàn)批量發(fā)貨;下一代數(shù)據(jù)中心領(lǐng)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(guó)內(nèi)硅光芯片/模塊領(lǐng)域還有一些初創(chuàng)企業(yè)，比如熹聯(lián)光芯、奇芯光電、賽勒科技、SiFotonics等。

  未來(lái)，硅光子產(chǎn)業(yè)將遵循著微電子產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的軌跡，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸分化，F(xiàn)abless商業(yè)基礎(chǔ)將會(huì)初步形成，后續(xù)基于硅光的激光雷達(dá)、可穿戴設(shè)備、AI光子計(jì)算等領(lǐng)域會(huì)相繼爆發(fā)。