硅光子是一种令人振奋的技术

当互联网流量在用户和数据中心之间传递时，越来越多数据通信发生在数据中心，让现有数据中心交换互联变得更加困难，成本越来越高，由此技术创新变得十分重要与紧迫。一种半导体技术 — 硅光子，具有市场出货量与成本成反比的优势，相比传统的光子技术，硅光器件可以满足数据中心对更低成本、更高集成、更多嵌入式功能、更高互联密度、更低功耗和可靠性的依赖。华为、思科、Facebook等巨头已经在这个领域布局多年，市场爆发可能就在眼前。

硅光子是一种令人振奋的技术，是基于硅和硅基衬底材料(如 SiGe/Si、SOI 等)，利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术，结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种组合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。

硅光子架构主要由硅基激光器、硅基光电集成芯片、主动光学组件和光纤封装完成，使用该技术的芯片中，电流从计算核心流出，到转换模块通过光电效应转换为光信号发射到电路板上铺设的超细光纤，到另一块芯片后再转换为电信号。

硅光子(SiP)实现廉价且规模生产的光连接，从根本上改变光器件和模块行业。未来三五年内，这种情况还不会发生，但硅光子技术可能在下个十年证明它是破坏性。基于硅光子的光连接与电子ASIC、光开关，或者(可能)新的量子计算设备的集成，将打开一个广阔的创新前沿。

预计到2022年，硅光子光收发器市场将超20亿美元，在全球光收发器市场中占比超20%。从出货量来看，到2022年，硅光子光收发器在总光收发器出货量中的占比将不到2.5%。这些产品中的大多数将是高端产品--100G或以上速率，因此定价也相对较高。

这似乎与许多业内专家的期望相悖，即希望硅光子能实现廉价且规模生产的光连接，并且取代现有的InP和GaAs平台。然而，如果硅光子的主要优势是集成，它将会是最适合需要大量集成的复杂高端设备的技术。未来十年或二十年，分立、2X和4X集成产品(将2个或4个光功能组合到单个发射器或接收器上面)将持续依赖InP和GaAs技术。事实上美国在InP等光集成领域同样取得了领先世界的成就，由于硅并不能直接产生激光，相比InP材料存在一定弱势，其商用步伐也落在InP材料器件之后。光集成一定是光通信器件的发展方向，很难说未来三五年各种光集成技术将取得怎样的突破，所以硅光子能在多大程度上成功替代还有待观察。

但是在支持者眼中，硅光子几乎是光通信走向集成的唯一选择。一方面是因为在硅光子领域已经走得很远，尤其是美国。另一方面，许多硅光子学可以利用的新应用，包括高性能的电脑、电信、感测器、生命科学以及量子运算等高阶应用。此外，还有两项新兴应用对于硅光子而言也特别令人感兴趣——瞄准自动驾驶车应用的雷达(Lidar)，以及生物化学与化学感测器，均可从整合的光学功能以及进一步的微型化中受益。而且硅光子晶片将会远远超越铜布线的能力，而其解决方案可望部署于高速的讯号传输系统中。

硅光子的解决方案在18年纷纷亮相，今天就为大家介绍一款。

MAOT-025402 CWDM4发射器光学组件，这款组件是MACOM面向100Gbps CWDM4的L-PIC（集成有激光器的硅光子集成电路）解决方案的一部分。凭借获得专利的L-PIC，MAOT-025402适合与MASC-37053A CDR配合使用，共同构成QSFP28 CWDM4解决方案的完整高速传输路径。

随着数据流量的爆炸性增长，不断增长的需求迫使云数据中心快速扩展其能力，MACOM可面向CWDM4提供具有成本效益、高性能且高度集成的互连芯片组解决方案，可扩展至FR4和FR1/DR1应用，因此有能力在100Gbps过渡至400Gbps和4G过渡至5G的过程中成为领军企业。

MAOT-025402的核心是MAOP-L284CN L-PIC器件，此器件在单个硅光子集成电路（PIC）中集成有四个高性能25Gbps CWDM波长，可基于双工单模光纤实现100Gbps通信。MACOM的L-PIC平台提供面向特定数据中心应用的高度集成式硅光子解决方案，包括四个CW激光器、监测光电二极管、高带宽波导管、调制器和CWDM复用器。L-PIC平台借助MACOM获得专利的自对准端面蚀刻技术（SAEFTTM）将激光器精确嵌入到硅芯片上，无需主动进行激光器对准，帮助客户大幅降低成本，从而实现主流部署。

“MACOM正利用我们的L-PIC平台实现领先的可扩展性，从而满足迅速增长的CWDM4模块需求，”MACOM光波业务高级副总裁兼总经理Vivek Rajgarhia表示。“此平台的自动自对准校准和固件控制预计将为主流云数据中心部署提供必要的规模和成本组合。”

MACOM的L-PIC平台提供了对实现CWDM4至关重要的领先带宽，现已通过TOSA和芯片级形式提供。每个L-PIC产品都包含一个配套的驱动器和PIC控制器。借助这三种器件芯片组，客户能够显著降低工程风险和缩短产品上市时间。随附软件提供了自动校准和自检功能，可帮助客户显著降低生产线所需的资本投资。MACOM的全集成式、预装配组件平台预计可提供实现100Gbps和400Gbps数据中心链路所需的高性能，同时能降低收发器制造商的工程设计和资本设备成本，进而在确保较低水平投资的前提下，缩短产品上市时间。