[圖]向單片集成收發(fā)器演進

　
    二十世紀七十年代，光收發(fā)器剛出現(xiàn)的時候，是由分立的器件和部件組成的。而在過去的二、三十年中，由于有源和無源集成電路技術(shù)發(fā)展迅猛，產(chǎn)品數(shù)量和應(yīng)用都有了可觀的增長，光纖收發(fā)器也慢慢演進成為由集成電路主導(dǎo)的混合型器件。雖然化合物半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)該依然會在可預(yù)見的未來占據(jù)光發(fā)射機的市場。不過Intel最近發(fā)布消息稱他們正在研發(fā)（和轉(zhuǎn)產(chǎn)）單片集成收發(fā)器，并預(yù)言這種單片集成器件將會成為第三代光收發(fā)器。

　　為了便于分析，ElectroniCast為幾個名詞作了定義。單片集成收發(fā)器是一個單片集成光發(fā)射器或光接收器芯片（發(fā)射器或接收器放置在芯片中），非集成電路的器件和部件的數(shù)量要少于10%，發(fā)射機和接收機可以獨立封裝也可以組合封裝。如果收發(fā)器中使用了10%到90%的光學(xué)器件和部件則被定義為混合型收發(fā)器?；诜至㈦娐返氖瞻l(fā)器（本文暫不討論這種收發(fā)器）則只使用不到10%的集成電路。在過去的十年中，混合型收發(fā)器的份額顯著增長，這已成為一個強勁的趨勢。

　　ElectroniCast預(yù)測全球基于光學(xué)集成電路（PIC）的混合型收發(fā)器市場銷售額將從去年的4.56億美元增長到2009年的15.4億美元，到2014年將會進一步增長到53.9億美元，這里不包括分立電路收發(fā)器。這些收發(fā)器首先會在北美市場熱賣，2009年，北美將占據(jù)全球市場的37%，預(yù)計到2014年將會進一步擴大到45%，而歐洲也將在09年占到總市場份額的37%。
收發(fā)器從分立演進到混合進而到單片集成，降低成本、縮小體積以及便于標準化的目標是主要的驅(qū)動力。和分立電路收發(fā)器相比，更高的集成度會降低在國外組裝和測試的成本優(yōu)勢，不過在國外生產(chǎn)集成電路產(chǎn)品目前仍然占主流。

　　基于PIC的收發(fā)器將主要用于近距離傳輸。如計算機、服務(wù)器和交換機等設(shè)備的內(nèi)部光纖連接，以及汽車、飛機等交通工具內(nèi)部的短距離光纖連接等。這些應(yīng)用對于鏈路數(shù)量和鏈路速率的要求增長迅速，雖然過去十年里，銅線廠商們在鏈路速率和傳輸距離上取得了顯著的提升，但是現(xiàn)在絕大多數(shù)的主要設(shè)備供應(yīng)商還是更看中光纖，而光纖鏈路單位成本的不斷降低更加堅定了設(shè)備商的選擇。

　　 表1 光學(xué)集成轉(zhuǎn)發(fā)器/接收機全球各應(yīng)用市場銷售額

　　通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)將會是基于PIC的收發(fā)器的主要市場，如表1所示，到2009年它將會占有28%的市場份額（4.26億美元）。不過，雖然軍事和航空應(yīng)用中的需求量沒有通信應(yīng)用大，但是由于要針對惡劣環(huán)境做特殊設(shè)計，生產(chǎn)規(guī)模小，加上一些其它原因，具有專門功能的收發(fā)器的單價要比通信應(yīng)用中高得多。全球軍事和航空光纖收發(fā)器市場將會以每年高于30%的速度增長，到2014年，達到23%的市場份額（12.4億美元），將在這部分市場上出現(xiàn)的多半是與關(guān)鍵的防御系統(tǒng)相關(guān)的高品質(zhì)產(chǎn)品。

　　單片集成收發(fā)器時代的到來

　　ElectroniCast預(yù)計基于單片集成電路的100Mbps和1Gbps收發(fā)器會在2007-2008年少量面市。預(yù)計到2014年單片集成100Mbps收發(fā)器的全球消費量將達到840萬只，平均價格為7.43美元。到那個時候單片集成收發(fā)器的全球銷售總額將會超過混合型收發(fā)器，占到58%的市場份額（31.2億美元），詳見表2。

　　

　　 表2 光學(xué)集成轉(zhuǎn)發(fā)器/接收機全球各電路類型市場銷售額

　　雖然現(xiàn)在使用單片集成收發(fā)器處理10吉比特甚至40吉比特信號在技術(shù)上都是可行的，但是目前這種器件的成本要比使用多個分立芯片完成相同功能高出10倍多。不過在未來十年，隨著對容量的需求增大，這些高速率單片集成收發(fā)器也會逐漸得到商用。從分立到混合到單片集成，這條演進之路上最主要的推動力量始終是成本，電子產(chǎn)品如此，光學(xué)產(chǎn)品亦然。至于對體積和其它的因素的考慮都在其次。


作者：Jeff D. Montgomery　摘自：光波通信