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       硅光子是一種基于硅光子學(xué)的低成本、高速的光通信技術(shù)，用激光束代替電子信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)，英特爾實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)通過(guò)混合硅激光器技術(shù)的集成激光器，首次實(shí)現(xiàn)了基于硅光子的數(shù)據(jù)連接。 

　　業(yè)界有些人認(rèn)為硅光子技術(shù)意味著今天的光學(xué)廠家會(huì)成為歷史。也有人意見完全相反，認(rèn)為基礎(chǔ)物理受制于現(xiàn)有的材料，最好的選擇仍然是保持不變。為什么硅光子話題引發(fā)了這么大的爭(zhēng)議，這項(xiàng)技術(shù)真的值得這么多的關(guān)注嗎？

　　市場(chǎng)規(guī)?？捎^

　　硅光子技術(shù)確實(shí)有潛力完全改變光學(xué)行業(yè)，但這種改變絕不是完全取代現(xiàn)有的產(chǎn)品。之所以說(shuō)它有潛力完全改變是因?yàn)?，它?huì)在今后的很長(zhǎng)時(shí)間里引發(fā)行業(yè)產(chǎn)生連續(xù)性的變化。至于這些變點(diǎn)，人們傾向于高估其短期影響，而低估了長(zhǎng)期影響。至于業(yè)界為什么會(huì)存在這么多意見不同的觀點(diǎn)，原因在于人們看問(wèn)題的角度不同。

　　光學(xué)元件的技術(shù)專家可能會(huì)說(shuō)：“在磷化銦的研發(fā)進(jìn)展這么順利的情況下，再重新開發(fā)硅的用途，根本就沒什么意義。截至目前，還沒有任何技術(shù)演示能夠展示出硅有超乎尋常的性能，它甚至不能和磷化銦相提并論，因?yàn)楣璞旧磉€不能發(fā)射激光。”這番觀點(diǎn)回應(yīng)的問(wèn)題可能是“硅光子產(chǎn)品和應(yīng)用帶來(lái)的好處是什么？”

　　事實(shí)上，更有針對(duì)性的問(wèn)題應(yīng)該是“誰(shuí)能從硅光子技術(shù)中受益？”硅光子有可能會(huì)使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，反過(guò)來(lái)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化也是硅光子成功的最有力因素。

　　硅光子有望扮演重要角色的就是100G以太網(wǎng)和Infiniband模塊市場(chǎng)，預(yù)計(jì)硅光子在這兩塊市場(chǎng)可獲得兩位數(shù)的份額，到2016年可達(dá)到10億美元的規(guī)模。

　　不過(guò)，推動(dòng)它成功的因素并非技術(shù)性能。那些討論硅調(diào)制器與磷化銦調(diào)制器技術(shù)上誰(shuí)更勝一籌的爭(zhēng)論，Ovum從這些爭(zhēng)論中獲取的信息是它們的性能是比較接近的，短期內(nèi)決定100G以太網(wǎng)和Infiniband模塊市場(chǎng)接受硅光子的關(guān)鍵因素是，思科和Mellanox的市場(chǎng)份額。

　系統(tǒng)集成商的布局

　　對(duì)硅光子技術(shù)關(guān)注升溫的時(shí)間點(diǎn)是去年思科收購(gòu)光纖技術(shù)公司Lightwire，后者擁有為高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備開發(fā)的先進(jìn)光學(xué)互連技術(shù)。高達(dá)2.71億美元的收購(gòu)價(jià)讓業(yè)界感到驚奇，這家營(yíng)收還不高的創(chuàng)業(yè)公司收購(gòu)價(jià)是Opnext市值的兩倍，Opnext還是光學(xué)元件領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。但是退一步講，Opnext業(yè)務(wù)范圍比較窄，僅聚焦在光學(xué)元件。

　　而且，最值得關(guān)注的是，Lightwire的收購(gòu)者思科，近期還花了比購(gòu)Lightwire貴10倍的價(jià)格收購(gòu)了智能網(wǎng)絡(luò)安全解決方案商Sourcefire，價(jià)格差了幾倍，但這些收購(gòu)為思科世界帶來(lái)了變化。

　　無(wú)獨(dú)有偶的是，硅光子技術(shù)界第二起收購(gòu)?fù)瑯佑上到y(tǒng)集成商發(fā)起，Mellanox目前正處于收購(gòu)硅光子技術(shù)廠商Kotura的進(jìn)程中，Kotura是一家以InfiniBand技術(shù)聞名的廠商，正如思科以太網(wǎng)交換聞名一樣。

　　隨著通信速率的提升，光學(xué)系統(tǒng)的成本也在增加，另一方面，Mellanox來(lái)自電纜等其他配件的業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)率還不到5%。

　　光學(xué)組件已經(jīng)變成最有戰(zhàn)略性的產(chǎn)品之一，它限制著系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力以及毛利率水平，一家經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的系統(tǒng)廠商的回應(yīng)就是，通過(guò)內(nèi)部ASIC設(shè)計(jì)控制關(guān)鍵組件及材料的供應(yīng)。

　　思科新聞發(fā)言人、高端路由和光學(xué)事業(yè)部的副總Bill Gartner，曾公開解釋過(guò)思科收購(gòu)硅光子技術(shù)的目的，和過(guò)去幾年其他半導(dǎo)體設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的收購(gòu)一樣。光學(xué)行業(yè)視硅光子為競(jìng)爭(zhēng)性的材料系統(tǒng)之一，系統(tǒng)廠商視其為硅供應(yīng)鏈中的幾個(gè)專業(yè)化的形式之一。

　　尤其數(shù)字CMOS有一個(gè)完整的服務(wù)供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，OEM廠商可以選擇自己制造ASIC，或者由芯片廠商開發(fā)，又或者采購(gòu)?fù)獠可碳椰F(xiàn)成的產(chǎn)品。當(dāng)然也有廠商有實(shí)力從多家公司采購(gòu)部分產(chǎn)品，然后合并到自己的設(shè)計(jì)里。

　　與此完全不同的是，今天傳統(tǒng)的光學(xué)企業(yè)首選的是現(xiàn)成常備的產(chǎn)品。個(gè)別廠商選擇再加工或采購(gòu)基本的器件，而且這些分散的器件也不容易組合起來(lái)。過(guò)去十年里，領(lǐng)先的光模塊供應(yīng)商越來(lái)越傾向于垂直整合，擁有自己的芯片供應(yīng)鏈。當(dāng)他們不得不外部采購(gòu)時(shí)，來(lái)源也是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的。另一條可開拓的市場(chǎng)

　　硅光子另一條開拓市場(chǎng)的路線是爭(zhēng)取大型的電纜及連接器廠商，在這種情況下，硅光子不要遵循ASIC的發(fā)展模式，要與電連接廠商聯(lián)合起來(lái)，這些廠商包括TE Connectivity、FCI、Amphenol。

　　這種聯(lián)合很符合情理，因?yàn)楣饫|與電氣連接有相同的功能，其業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)化相比ASIC也有更多的類似之處，在信號(hào)完整性方面的挑戰(zhàn)也是相同的。驅(qū)動(dòng)器如摩爾定律改進(jìn)一樣并不能適應(yīng)任何光學(xué)或電子行業(yè)。特別是活躍的光纖光纜，因此產(chǎn)生了很多補(bǔ)充現(xiàn)有電力電纜的產(chǎn)品。舉個(gè)例子，迷你型SAS線纜用于距離更長(zhǎng)的銅纜。除了無(wú)源銅接觸不到的地方，活性銅和光纖都可以用。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)，細(xì)節(jié)是無(wú)關(guān)的，他們只看到各種符合需求的電纜及連接器。

　　但是這種商業(yè)模式因?yàn)楣韫庾拥膩?lái)臨面臨著挑戰(zhàn)，硅光子可以使OEM廠商越過(guò)他們的布線廠商，活性銅纜大部分用于InfiniBand。Mellanox的一部分市場(chǎng)會(huì)被收購(gòu)來(lái)的硅光子公司Kotura俘獲。另一方面，即使是市場(chǎng)慢熱啟動(dòng)，布線廠商也仍然可以享受到硅光子帶來(lái)的好處，硅光子的第一個(gè)實(shí)例就是Molex和Luxtera之間的合作關(guān)系，Molex如何基于Luxtera的硅光子芯片與既定的業(yè)務(wù)打包，向市場(chǎng)推廣。

　　線纜互連供應(yīng)商一般不會(huì)對(duì)光學(xué)芯片感興趣，TE Connectivity則是個(gè)例外，已經(jīng)從半導(dǎo)體公司Zarlink收購(gòu)了VCSEL和線纜業(yè)務(wù)，收購(gòu)的原因之一就是他們的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)更多的體現(xiàn)在連接器上，還不是芯片上。Luxtera和Molex的合作模式說(shuō)明，硅光子芯片進(jìn)入線纜/連接器領(lǐng)域的可能。

　　無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體發(fā)揮力量

　　一些人聲稱，把硅光子放在摩爾定律的軌道上，可使其像電子一樣創(chuàng)建一個(gè)承載信息的傳輸方式。另有一些人表示反對(duì)，指出光學(xué)無(wú)法像電子那樣從平面印刷板的設(shè)計(jì)中同樣獲益。

　　電子門通常隨著形體尺寸縮小而變得更快、耗電更少，而光子器件的結(jié)構(gòu)不會(huì)因尺寸變小而同樣受益，因此今天的光子器件會(huì)根據(jù)波長(zhǎng)盡量最優(yōu)化尺寸。下一代平板印刷帶來(lái)的主要好處就是更平滑的波導(dǎo)壁，更少的損耗，而不是更小的器件尺寸。連續(xù)CMOS工藝節(jié)點(diǎn)通過(guò)更多的集成可以使功能更強(qiáng)，摩爾定律決定，相同的成本可能使功能提升兩倍，而不是相同的功能使成本降半。

　　硅光子技術(shù)的來(lái)臨并不代表光學(xué)將直接集成到大的ASIC或處理器芯片里，不過(guò)大型的ASIC的確最需要更先進(jìn)的互連技術(shù)。這些芯片也需要更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)，因?yàn)楣庾犹蠖茈y做到經(jīng)濟(jì)性。

　　同樣的，集成對(duì)光學(xué)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是非常重要的，但對(duì)電子來(lái)說(shuō)卻不是壓倒性的規(guī)則改變利器，光學(xué)集成在初期階段，每個(gè)芯片只有十到幾百個(gè)元件，每一代向更快數(shù)據(jù)傳輸速率的演變導(dǎo)致元件數(shù)量增長(zhǎng)都不是獨(dú)一無(wú)二的?，F(xiàn)在高達(dá)100Gbps的速率會(huì)使用4X、10X集成的動(dòng)態(tài)并行。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　但是請(qǐng)注意，隨著時(shí)間的推移，25Gbps電接口日益成為主流后，10x10Gbps又退回到4x25Gbps。而對(duì)于400Gbps，16 x25 Gbps又代表著下一代的新主流。相信隨著時(shí)間的推移，它也會(huì)恢復(fù)到不那么主流的水平上。

　　因此，Ovum認(rèn)為，硅光子帶來(lái)的最深遠(yuǎn)影響會(huì)是，讓無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體發(fā)展模式發(fā)揮應(yīng)有的力量。隨著第一波硅光子產(chǎn)品投入市場(chǎng)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須與現(xiàn)有的硅生態(tài)鏈廠家合作，以改善和補(bǔ)充設(shè)計(jì)工具、平面印刷以及晶圓廠流程。同樣的過(guò)程也會(huì)發(fā)生在封裝廠商這里，晶圓廠和封裝廠商對(duì)硅光子感興趣，是因?yàn)樗麄兛紤]到未來(lái)提供的服務(wù)里有光電產(chǎn)品的可能性。硅光子公司甚至還設(shè)想了他們的遠(yuǎn)期愿景——轉(zhuǎn)型為以授權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)為主營(yíng)業(yè)務(wù)，目標(biāo)群體是已經(jīng)擁有規(guī)模經(jīng)濟(jì)性的大型老牌制造廠家。

　　Ovum注意到，CMOS不是現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)中，唯一的半導(dǎo)體行業(yè)，但無(wú)疑是最為突出的。MEMS代工廠向很多行業(yè)提供產(chǎn)品，包括光學(xué)通信。Kaiam就是一個(gè)例子，在其模塊產(chǎn)品中使用代工廠提供的MEMS。Cosemi則是一家提供復(fù)合半導(dǎo)體光電二極管的無(wú)晶圓廠的企業(yè)例子?？蛻舻呐d趣以及硅光子自身接受無(wú)晶圓廠模式，都可以提高外部代工廠對(duì)硅光子的興趣和接受度。

　　OEM模式也不會(huì)妨礙硅光子的零售芯片供應(yīng)。英特爾就是一個(gè)突出的例子，本身是一家芯片廠家，又是硅光子的堅(jiān)定支持者，但英特爾獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)地位很難期望業(yè)內(nèi)同行跟進(jìn)。正如上文討論的，硅光子不靠大規(guī)模集成化，更需要大量不同的IC廠商的協(xié)同，比如PHY與其他模擬/混合信號(hào)芯片的集成。

　　無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體的商業(yè)模式對(duì)各種創(chuàng)新技術(shù)是非常友好的，它降低了小規(guī)模運(yùn)營(yíng)的門檻。OpSIS是一家由英特爾、IME以及Luxtera支持的硅光子晶圓代工廠。這種生態(tài)系統(tǒng)包括共享往復(fù)運(yùn)行、發(fā)展晶圓廠等機(jī)制，它降低了門檻，允許大學(xué)及小型的初創(chuàng)公司進(jìn)入。　激光仍是關(guān)鍵組成部分

　　對(duì)硅光子持批評(píng)意見的主要集中點(diǎn)就在于激光這個(gè)薄弱點(diǎn)，硅不是產(chǎn)生激光的最好材料。但激光不會(huì)是硅光子技術(shù)的阻礙，材料研究會(huì)繼續(xù)尋找更好的方式，使硅和激光更好的協(xié)作。除此之外，現(xiàn)有的激光廠商也會(huì)有機(jī)會(huì)與硅光子設(shè)計(jì)者們合作。

　　需要解決的問(wèn)題并不是激光，而是如何將光的其余部分整合在一起。由英特爾、Skorpios、Aurrion公司提倡的“異質(zhì)整合”是一個(gè)很有吸引力的嘗試，磷化銦晶片鍵合技術(shù)產(chǎn)生激光，驅(qū)動(dòng)硅光子器件。

　　激光設(shè)計(jì)和制造仍然是一個(gè)寶貴的技能，這一技術(shù)區(qū)分了光學(xué)元件廠商的實(shí)力。硅光子學(xué)的問(wèn)世，包括在OEM ASIC方面的應(yīng)用，并不會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有光學(xué)廠家的消亡。相反，現(xiàn)有光學(xué)元件及模塊供應(yīng)商接受硅光子，可以補(bǔ)充現(xiàn)有的業(yè)務(wù)產(chǎn)線。如果硅推動(dòng)OEM ASIC廠商，同樣也會(huì)推動(dòng)光學(xué)ASIC設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。

　　硅IC供應(yīng)商常見的業(yè)務(wù)模式是先進(jìn)的現(xiàn)成產(chǎn)品和源自客戶項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，這樣的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)正是光學(xué)企業(yè)需要改進(jìn)的，以便應(yīng)對(duì)流量的沖擊。