SiPC 2024 | 第六屆硅光產業(yè)論壇上午主論壇圓滿舉辦

      ICC訊 正是杜鵑艷麗紅，菖蒲酒美清尊共。2024年5月17日，由國家信息光電子創(chuàng)新中心、鵬城實驗室主辦，ICC訊石承辦的第六屆硅光產業(yè)論壇(SiPC 2024)的在武漢光谷科技會展中心舉辦。17日上午，大會主論壇圓滿結束。會議現場迎來200余家企業(yè)的400余位嘉賓出席聆聽，交流氣氛熱烈友好。也特別感謝贊助/支持單位武漢光安倫光電技術有限公司、深圳逍遙科技有限公司、ficonTEC、Newport、武漢驛路通科技股份有限公司、杭州大和熱磁電子有限公司、2024中國光谷·光電子信息產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會（光電產業(yè)大會）和武漢意桐光電科技有限公司對本次硅光論壇的大力支持！本文再回顧精彩的演講瞬間，領略論壇盛況。

會場一覽

國家信息光電子創(chuàng)新中心副董事長馬衛(wèi)東致辭

      大會的致辭由國家信息光電子創(chuàng)新中心副董事長馬衛(wèi)東致辭。馬總致辭表示，很高興參加硅光論壇，也對出席本次論壇的演講嘉賓和參會嘉賓表示了衷心的感謝和熱烈的歡迎。同時也提到硅光技術所具有的大量優(yōu)勢，已被國內外業(yè)界視為發(fā)展明珠。硅光不僅可以滿足AI算力對光模塊的爆發(fā)式增長需求，還可以滿足5G和新興工業(yè)化的新興工業(yè)的培育和發(fā)展。近年來，我國已經具備了硅光的業(yè)態(tài)，硅光已經成為我們變軌超越的新型技術。大力發(fā)展光電融合，是加速我們光電子產業(yè)率先突破的關鍵抓手。

      此外，馬總還提到國家信息光電子創(chuàng)新中心的最新研發(fā)成果，有興趣的朋友可以私下和馬總共同交流更多。

      上午的論壇由鵬城實驗室通信光電子技術研究所所長王磊主持。

肖希 國家信息光電子創(chuàng)新中心總經理

      K1  《NOEIC 光電子芯片fabless服務體系和技術進展》

      國家信息光電子創(chuàng)新中心總經理肖希發(fā)表了主題為《NOEIC 光電子芯片fabless服務體系和技術進展》的演講。

算力需求拉動起硅光產業(yè)的新一輪增長，這不僅僅是硅光芯片在性能上展現了優(yōu)勢，更多還是擁有CMOS工藝基礎和fabless的發(fā)展模式所帶來的高產能、高品質、低成本的優(yōu)勢。

      NOEIC從成立以來一直在建立和深化fabless硅光體系，目前我們從設計仿真、工藝開發(fā)、封裝測試等各個環(huán)節(jié)都在做標準化，已經實現了400G以內的相干光和800G以內數通硅光芯片的產業(yè)化，成功突破了1.6T硅光互連芯片、2T芯粒等關鍵技術。

      NOEIC也希望行業(yè)廣大用戶能夠用好創(chuàng)新中心的平臺，已支撐了200家單位，獲取了400余次訂單，解決了一系列先進芯片和器件的功能驗證和產業(yè)化問題。目前創(chuàng)新中心正在和合作伙伴聯合開發(fā)12寸硅光、8寸鈮酸鋰薄膜、8寸氮化硅的PDK。肖總認為硅光新的使命不僅是和其他光子材料PK，而是整合各種材料體系的優(yōu)勢，最終融入集成電路的懷抱，實現真正意義上的光電融合。

張德朝 中國移動研究院基礎網絡技術研究所副所長

      K2  《超400G全光網關鍵技術及核心器件發(fā)展探討》

      中國移動研究院基礎網絡技術研究所副所長張德朝發(fā)表了主題為《超400G全光網關鍵技術及核心器件發(fā)展探討》的演講。

      中國移動已經走過算力網絡“泛在協同”的重要階段，正式邁入“融合統(tǒng)一”的發(fā)展新階段，持續(xù)構建面向算力網絡的基礎網絡核心技術體系，打造算網融合的全光網絡技術創(chuàng)新高地。

      面向算力網絡對光網絡的新需求，通過四大關鍵技術舉措，推進超大帶寬、超低時延、靈活調度和光載智算，構建基于400G高速互聯的靈活高效的新型全光網技術架構。400G是復雜的系統(tǒng)性工程難題，中國移動充分發(fā)揮技術引領作用，在兩年多時間里，快速推動3大關鍵技術方向攻關，帶動形成1條全新400G QPSK超長距技術產業(yè)鏈，基于“3+1”重點舉措實現400G代際性技術突破，拉動產業(yè)實現器件、模塊、設備全面成熟。

      演講進一步闡述了C6T+L6T ITLA、EDFA、WSS和光模塊封裝等400G關鍵器件創(chuàng)新、目前進展及演進方向。面向后400G技術發(fā)展，介紹了激光器、放大器、WSS等多波段超800G核心光電器件的現狀、挑戰(zhàn)與新機遇，并面向智算中心內光網絡發(fā)展趨勢，展望了端口級OXC、高速光模塊、片間光互連等光技術在智算中心內的應用發(fā)展新前景。此外，面向超萬卡智算部署，中國移動已經完成2/10/20/40/60/80/100公里OTN承載分布式智算技術試驗，并進一步聯合產學研、多專業(yè)協同攻關千公里級智算拉遠關鍵技術。希望與產業(yè)界在未來共同推動新器件、新放大、新交換等光通信關鍵技術創(chuàng)新和產品研發(fā)。

汪巍 SITRI硅光總監(jiān)

      K3  《上海工研院硅基光電工藝平臺建設》

      SITRI硅光總監(jiān)汪巍發(fā)表了主題為《上海工研院硅基光電工藝平臺建設》的演講。

      近年來，以人工智能（AI）、大數據、物聯網等為代表的下一代信息技術迎來了巨大的市場機遇。集成光電子技術作為關鍵支撐技術，其重要性日益凸顯。硅基光電集成技術憑借其對成熟的硅CMOS技術和工藝平臺的充分利用，在“超越摩爾”時代帶來了前所未有的集成優(yōu)勢。越來越多的國內企業(yè)和研究團隊投入這一領域，迫切需要自主先進靈活的硅基光電集成工藝平臺，加速研發(fā)與產業(yè)化進程。

      汪總主要介紹了上海工研院（SITRI）硅基光電集成工藝平臺成套90nm硅光集成工藝器件庫PDK，核心器件性能達到國際先進水平。此外，工研院還依托自身在MEMS工藝方面的獨特優(yōu)勢，成功開發(fā)出成套厚硅集成工藝，以及成套硅基三五族和硅基鈮酸鋰異質集成工藝，可以為實現更高集成度和更高速率的通信與計算提供平臺支撐。

唐琦 光安倫董事長

      K4  《硅光光芯片技術發(fā)展和探討》

      光安倫董事長唐琦發(fā)表了主題為《硅光光芯片技術發(fā)展和探討》的演講。硅光發(fā)展歷程及主要應用場景的探討，硅光技術路徑的研究及關鍵材料、器件特性的分析。基于硅光集成方案，InP基化合物材料及器件的應用和技術發(fā)展的研究及討論，光安倫公司基于硅光應用的系列產品技術和長期發(fā)展趨勢的研討。

      唐總提到，光安倫以前的背景是基于InP的，現在發(fā)展到基于硅光了。唐總提到后面的三到五年是各種材料包括技術方案的融合期，但是產品化所需要的應用場景的挑戰(zhàn)也很大，細化到產品的成本和功耗來看的話，整個產業(yè)鏈面臨的挑戰(zhàn)還是很大的。

李科 鵬城實驗室副研究員

      K5  《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel siliconphotonics modulatordriver combination》

      鵬城實驗室副研究員李科發(fā)表了主題為《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel silicon photonics modulatordriver combination》的演講，介紹了光電集成高波特率硅光發(fā)射機的科研進展。提到了利用電光調制的過程 進行信號成形的技術方案。把過去在 電域進行的高波特率信號處理過程（信號均衡）部分遷移到電光調制過程中。

      依托鵬城實驗室的光電測試平臺和是德科技的新一代測試設備，測得到了182G波特率光電集成發(fā)射機的結果。

      同時李科研究員還展示了154G 波特率（308Gbps PAM-4）的傳輸成果，以及在112G PAM-4 速率下，電域信號均衡和光域信號均衡的性能對比。

      李科研究員認為200G+波特率硅光發(fā)射機近在眼前。對于器件來說，帶寬和速率都是容易做的事情，而真正難做的是光的插損和DSP，包括熱的控制和功耗效率的控制。

      未來的硅光發(fā)射機的設計思路會有很大的改變， 電Driver 或許以后不再是經典的放大器，調制器會和電芯片進行深度的光電融合設計。信號成形會在電域/光域等每一個環(huán)節(jié)中都有不同形式的體現。

張賀 中國聯通 高速傳送與承載技術研究室主任

      K6  《算力網絡光電互聯趨勢與挑戰(zhàn)》

      中國聯通研究院基礎網絡技術研究部傳輸室主任張賀發(fā)表了主題為《算力網絡光電互聯趨勢與挑戰(zhàn)》的演講。

      張主任提到新型數據中心算力發(fā)展的計劃要求，面臨新的五大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)數據中心相比，新型數據中心具有高帶寬、高算力、高能效，高安全等特征，在數字化日益普及的今日，新型數據中心能更好支撐新一代信息技術力速創(chuàng)新，加快推動制造強國和網絡強國建設。

      高帶寬挑戰(zhàn)

      * ?接入交換機單端口速率將從10G/25G向25G/100G過渡

      * ?匯聚交換機單端口速率將從40G/100G向100G/200G擴容

      * ?數據中心間出口路由器則會持續(xù)向400G/800G，甚至1.6T演進實時數據傳輸和處理需求以及訓練過程的高效，需要端到端ms級時延低時延挑戰(zhàn)

      * 實時數據傳輸和處理需求以及訓練過程的高效，需要端到端ms級時延

      * ?分解到端側、交換節(jié)點的時延要求進一步提升

      * ?主流交換技術的極限為ns級，結合緩存、調度，節(jié)點間us級切換已屬不易

      能耗挑戰(zhàn)

      * Google公司的數據中心機房PUE年平均值達到1.21，HP公司的新一代數據中心體驗中心機房夏季PUE值可以達到1.6~1.7

      * 我國與世界先進數據中心機房的能耗水平還存在差距

      分布式計算挑戰(zhàn)

      * 大規(guī)模的深度學習模型的訓練和推理通常需要分布式計算資源， 及多臺服務器的協同工作

      * 數據中心網絡需要支持分布式計算框架，使各個節(jié)點之間能夠高效地進行通信和數據交換

      智能管理挑戰(zhàn)

      * 大模型和智算對資源的靈活配置和利用率的最大化提出了要求

      * 數據中心組網正朝著網絡虛擬化和軟件定義的方向發(fā)展，以實現更高的靈活性和可管理性對于可擴展性和可重構性，以現在超算中心的基本配置來看，一個架頂交換機下掛10個服務器，每個服務器含有8張100G出口的GPU單元，而一個機架集群至少含有上百個機柜，按100個來計算，總出口容量將達到800Tb。這種規(guī)模的節(jié)點需要數據中心組網具備彈性和可擴展性。

      網絡架構和資源配置應能夠根據需求進行自動調整和適應，以滿足不同規(guī)模和復雜度的計算任務。

      演講還對比了三大商用光電融合交換方案：

      1.谷歌的交換技術方案

      ·Google 在建設數據中心過程中，由于在部署規(guī)模、靈活性、模塊化部署、安全性、功耗和性能等方面有更高要求，傳統(tǒng)電交換不滿足相關的互聯需求，因此引入了 OCS形成新的解決方案

      ·與傳統(tǒng)Infiniband交換機方案相比，OCS方案成本更低，功耗更低，部署更快，其中OCS和其他光學組件的成本在系統(tǒng)總成本的占比低于5%，功耗占比低于3%

      ·目前OCS在Google基礎設施中主要有Jupiter數據中心和TPU數據中心兩大應用場景，其中后者為專注于AI算力的數據中心

      2.H+S Polatis的交叉矩陣

      ·Polatis迄今已推出H+S Polatis 6000/7000系列全光交換機等多款商用產品，最大可支持576x576光纖端口

      ·基于DirectLight的OCS方案可以實現可靠的遠強選擇性路由、在線性能監(jiān)控和目動保護等

      3.英偉達的GPU光互聯方案

      ·隨著GPU間帶寬的急劇增長，電互聯距離急劇降低，同時噪聲會越來越大從而影響信號傳輸質量，英偉達認為硅光互聯是GPU的互聯目標架構

      ·每個光引擎有24根光纖，單纖速率200Gb/5，總共4.8 Tb/S的速率。每個GPU都有一對這樣的接口，為它提供進出NVSwitch結構的雙向帶寬

      ·因此，具有6個光引擎的NVSwitch的原始速率為28.8 Tb/S，在去掉編碼開銷后的速率為25.6 Tb/s

      ·同時，英偉達曝光基于CPO方案的CPU架構可以將點對點的GPU互聯時延降低24.91%。中國聯通與北郵聯合研發(fā)基于可調諧激光器和AWGR的OPS/OBS混合交換方案，能夠有效進行流控制和分類轉發(fā)，目標應用數據中心內機架間互聯場景。

陳昇祐 逍遙科技CTO

      K7  《面向高速光互連和光I/O的集成光電子設計自動化》

      逍遙科技CTO陳昇祐發(fā)表了主題為《面向高速光互連和光I/O的集成光電子設計自動化》的演講。

      在不斷發(fā)展的光通信領域，光電系統(tǒng)的設計和開發(fā)變得越來越復雜。要駕馭元件、電路和系統(tǒng)級考慮因素之間錯綜復雜的相互作用，需要強大統(tǒng)一的工作流程。陳總表示，逍遙科技的PIC Studio工具套件為簡化這一流程提供了全面的解決方案，使工程師能夠從元件級設計無縫過渡到系統(tǒng)級仿真和優(yōu)化。

      逍遙科技推出的PIC Studio光電全流程解決方案，涵蓋從芯片到模塊到系統(tǒng)的整條產業(yè)鏈。

      其中Fab PDK緊湊模型支持，PIC Studio支持構建Fab PDK的器件緊湊模型庫，對鏈路設計提供更貼近實際的仿真結構，輔助用戶更高效的進行設計迭代。

      1.導入器件緊湊模型庫后，支持PhotoCAD繪版之后調用pSim鏈路仿真引擎進行后仿真。后仿真結果考慮了波導布線上的相移和損耗，結果更詳細，幫助用戶更好的檢查版圈鏈路功能。

      2.與Fab實測數據結合構建的緊湊模型，器件性能數據更加真實，鏈路結果的反饋也能幫助用戶更好的預測最終實驗結果。

      3. pSim Plus 基于原來pSim 的操作環(huán)境面向片間和系統(tǒng)仿真，集成了單模/多模光纖、光電融合仿真、數字信號處理以及與 Python 和 MATLAB 的聯合仿真等模塊。

      更多免費軟件的試用信息，也歡迎關注逍遙科技私信聯系。

龔雅棟 中國電信研究院傳輸網絡研究中心副總監(jiān)

      K8  《面向智算網絡的光網絡技術發(fā)展與需求》

      中國電信研究院傳輸網絡研究中心副總監(jiān)、高級工程師龔雅棟發(fā)表了主題為《面向智算網絡的光網絡技術發(fā)展與需求》的演講。

      面對智算互聯網絡對光網絡承載的大帶寬、低時延、高可靠等方面需求，分析光網絡在智算互聯網絡承載方面的能力和面臨挑戰(zhàn)，包括超高單波速率、多波段和新型光纖光傳輸系統(tǒng)、DC內光模塊、高可靠保護等關鍵技術發(fā)展和示范成果。

      大模型時代算力需求指數級增長，英偉達預測未來十年每年算力供給增長4倍，圍繞大模型的算力供給成為新一輪“軍備競賽”。

      中國電信也在踐行全光2.0理念，助力實現高品質智算互聯網絡。中國電信推進“云網融合”發(fā)展戰(zhàn)略，提出并踐行“全光網2.0”理念，為云網融合提供堅實的全光網絡底座，助力實現大帶寬、低時延、高可靠和易運維的高品質智算互聯網絡。

      而交換容量翻倍也在進短距光摸塊速率邁向800G時代。龔總提到 ?隨著交換芯片容量來到51.2T，800G光模塊開始嶄露頭角，1.6T/3.2T光模塊成為下一代熱點。面對超高速光模塊大規(guī)模部署應用，成本和功耗問題日益顯著，營造綠色、低碳的數據中心勢在必行。

      結語

      五月榴花妖艷烘，綠楊帶雨垂垂重。再次感謝參會嘉賓的到場支持，也特別感謝贊助/支持單位武漢光安倫光電技術有限公司、深圳逍遙科技有限公司、ficonTEC、Newport、武漢驛路通科技股份有限公司、杭州大和熱磁電子有限公司、2024中國光谷·光電子信息產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會（光電產業(yè)大會）和武漢意桐光電科技有限公司對本次硅光論壇的大力支持！也歡迎關注5月18日的ICC訊石首屆光電狂歡節(jié)，更多庫存信息分享我們現場再見。