iFOC 2023回顧 | 海光芯創(chuàng)孫旭：硅光技術(shù)賦能綠色數(shù)據(jù)中心

  ICC訊 近日，在第21屆訊石光纖通訊市場暨技術(shù)專題研討會(iFOC 2023)上, 蘇州海光芯創(chuàng)光電科技股份有限公司技術(shù)總監(jiān)孫旭博士發(fā)表了《硅光技術(shù)：賦能綠色數(shù)據(jù)中心》報告，圍繞低功耗、低成本的技術(shù)需求，討論硅光技術(shù)在先進(jìn)封裝、光電協(xié)同設(shè)計、新型光模塊形態(tài)等方面在下一代綠色數(shù)據(jù)中心中光模塊應(yīng)用中的機(jī)會和挑戰(zhàn)。

  硅光技術(shù)作為集成電路的延展技術(shù)，基于成熟穩(wěn)定的CMOS工藝平臺以及半導(dǎo)體封測平臺，利用fabless的產(chǎn)業(yè)鏈模式，賦能綠色智能化數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)。隨著綠色數(shù)據(jù)中心的大力發(fā)展，如何在提升速率的同時減緩光模塊的功耗、成本包括投資成本的增加，是目前數(shù)據(jù)中心高速光模塊發(fā)展路線的巨大挑戰(zhàn)。

  綠色數(shù)據(jù)中心對高速光模塊的技術(shù)要求主要聚焦于低能耗、高密度和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)三個方向。硅光承載數(shù)據(jù)中心高速光互聯(lián)的技術(shù)優(yōu)勢，除了封裝難度上，硅光與各類光芯片在Fabless設(shè)計、功耗、器件帶寬、集成度和芯片成本上皆有優(yōu)勢。

  當(dāng)然，硅光技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心仍然面臨一些挑戰(zhàn)，首先是如何實現(xiàn)更低的能耗，高速硅光模塊50%功耗來自于DSP芯片，優(yōu)化光模塊能量效率需要考慮通過DSP Lite版本或者采用直驅(qū)方式來減少芯片功耗，同時實現(xiàn)200G/400G每通道的傳輸速率。其次是高密度的封裝形態(tài)，高密度通道數(shù)量需要更高的光電芯片集成度，高度光模塊光電芯片加工工藝不同，需要根據(jù)成本和尺寸選擇合適的集成方式，封裝方面主要有2D、2.5D、3D封裝和單片集成。最后，數(shù)據(jù)中心硅光技術(shù)需要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈共享，從而發(fā)揮CMOS成本優(yōu)勢。以1億顆硅光芯片需求計算，大約需要30k硅光Wafer，而傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)線產(chǎn)能至少為300K Wafer，因此硅光芯片市場需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足CMOS產(chǎn)業(yè)胃口。

  展位下一代硅光技術(shù)，硅光均衡器可以推動LPO線性直驅(qū)實現(xiàn)更低功耗，提升線性直驅(qū)的信號質(zhì)量。200G/Lane高速調(diào)制器技術(shù)有望通過硅光PN結(jié)本征帶寬實現(xiàn)200G/Lane速率。此外還有400G/Lane Coherent-lite在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用前景值得看好。最后，硅光模塊在數(shù)通DCN、城域網(wǎng)&骨干網(wǎng)絡(luò)都巨大的應(yīng)用價值。

  海光芯創(chuàng)是圍繞“硅光子芯片”打造而成的光電子集成平臺，集高端光通信收發(fā)模塊的研發(fā)、設(shè)計、封裝、測試和銷售于一體，為云數(shù)據(jù)中心客戶提供800G、400G、200G和100G的高速光模塊，為電信設(shè)備商客戶提供5G前傳、中回傳光模塊，為消費類高清顯示和車載電子類客戶，提供高速光纖混合線纜產(chǎn)品。海光芯創(chuàng)總部位于蘇州工業(yè)園區(qū)，在南通設(shè)有總投資10億元，注冊資本2億元，年產(chǎn)高速光器件光模塊、硅光模塊300萬件的全資子公司。