2021年12月13日，針對1.6T光接口的MSA(Multi-Source Agreement，多源協議)行業聯盟宣布成立，宣告1.6Tb/s光模塊將成為下一步全球競相追逐的熱點。然而，1.6Tb/s光芯片在速率、集成度、封裝技術等方面都具有極高挑戰，國際上還沒有明確和完善的解決方案。

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近日，國家信息光電子創新中心（NOEIC）、鵬城實驗室、中國信息通信科技集團光纖通信技術和網絡國家重點實驗室、武漢光迅科技股份有限公司，在國內率先完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的聯合研制和功能驗證，實現了我國硅光芯片技術向Tb/s級的首次跨越。

據介紹，研究人員分別在單顆硅基光發射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調制器和高速光電探測器，每個通道可實現200Gb/s PAM4高速信號的光電和電光轉換，最終經過芯片封裝和系統傳輸測試，完成了單片容量高達8 x 200Gb/s光互連技術驗證。

該工作刷新了國內此前單片光互連速率和互連密度的最好水平，展現出硅光技術的超高速、超高密度、高可擴展性等突出優勢，為下一代數據中心內的寬帶互連提供了可靠的光芯片解決方案。

此前，國際上也僅有英特爾在2020年展示了1.6Tbps的光子引擎，基于英特爾硅光平臺上設計和制造，可提供四個400GBase-DR4接口。

NOEIC一直致力于推動高端光電子芯片的技術演進、國內首產和產業轉化。近年來，在超高速光收發芯片技術上獲得持續突破，相繼研制出一系列新型的超100Gbaud硅光調制器和探測器成果，先后在Nature Communications、IEEE JSSC、ECOC PDP、ACP PDP上發布，并入選“中國光學十大進展”、“中國半導體十大研究進展”，面向Tb/s光模塊作出了充分的技術儲備。

NOEIC同時積極參與和推動相關標準制定工作，牽頭中國通信標準化協會（CCSA）“100GBaud及以上高速光收發器件研究”、“800G光收發合一模塊：4×200G”標準，為我國高速光模塊行業標準制定貢獻力量。國家信息光電子創新中心將繼續聯合國內優勢單位，共同完成相關技術驗證和產業轉化等工作，力爭為我國信息光電子行業提速升級、快速占據產業制高點提供有力支撐。

硅光市場快速增長，400G模塊已進入商用

隨著數據中心網絡拓撲結構的持續升級演進，使得數據中心光互連解決方案朝著更高速率、更低功耗、更低成本的方向發展。在未來，數據中心的流量會越來越大，復雜性也會越來越高，這必然會引起技術層面的創新。

硅光技術正是面向數據中心場景下的創新方向之一，以其材料特性以及CMOS工藝的先天優勢，能夠很好的滿足數據中心對高速率、低成本、低功耗等需求。

根據Yole報告預測，2018年-2024年，硅光市場規模年復合增長率為44.5%，將從2018年的4.55億美元增長到2024年的41.4億美元。

目前，硅光技術應用在第一代4x25G產品中，如100G PSM4和100G CWDM4，500m-2km的場景中；在第二代1x100G產品中，主要應用在DR1/FR1和LR1，500m-10Km的場景中；在200G產品中，硅光集成的優勢不太明顯；在400G產品中，400G DR4/DR4+產品已經開始進入商用部署階段。800G乃至1.6T的光模塊樣機研制和技術標準正在推進中。

根據Intel的硅光子產業發展規劃，硅光模塊產業已經進入快速發展期，2022年，硅光子技術在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統光模塊。當前來看，硅光模塊的工藝難度大，封裝成本較高，在1.5~2美元/GB。

但是傳統光模塊的成本在1+美元/GB，難以進一步降低，而硅光模塊的成本理論上有望降至0.3美元/GB，在規模量產情況下具有極強的成本優勢。

美國廠商占據市場主導地位，國產廠商已實現技術突破

目前，全球硅光產業鏈已經逐漸成熟，從基礎研發到商業應用的各個環節均有代表性的企業。其中以Intel、Acacia、 Luxtera、Cisco、Inphi為代表的美國企業占據了硅光芯片和模塊出貨量的大部分，成為業內領頭羊。

國內廠商主要有華為、光迅科技、亨通光電、博創科技、新易盛等，雖然進入該領域較晚，市場份額相對較小。但是通過近年來在技術上的快速追趕，國產廠與國外廠商在技術上的差距已經是越來越小。

早在2020年2月，華為就在倫敦發布了800G可調超高速光模塊。

據華為介紹，這款產品支持200G-800G速率靈活調節；單纖容量達到48T，對比業界方案高出40%；基于華為信道匹配算法，傳輸距離相比業界提升20%。這款產品被應用在全系列的華為OptiXtrans光傳送產品中，是華為光網絡頂級競爭力的重要組成部分。

2020年9月，光迅科技也推出了800G光模塊，采用OSFP封裝規格，CWDM4波分復用，共計8發8收，采用單波106Gbps的PAM4調制，可以充分滿足客戶數據中心800G應用要求。

2020年12月，旭創科技也推出的800G光模塊，包括800G OSFP和QSFP-DD800光模塊產品線。今年在接受投資者提問時，旭創科技表示，800G光模塊產品已向海外客戶送測，預計2022年800G產品有望被海外客戶批量采購。

2021年6月，亨通洛克利科技有限公司也發布了基于EML技術的800G QSFP-DD800 DR8光模塊，采用內置驅動器的7nm DSP和COB結構實現800G QSFP-DD800 DR8設計，模塊總功耗約為16W。亨通洛克利將于今年下半年開放早期客戶評估，并計劃在2022年下半年實現量產。亨通洛克利還計劃在2022年開發基于硅光的800G光模塊。

同一時間，成都新易盛通信技術股份有限公司發布了800G光模塊系列產品，包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型號。其800G OSFP光模塊已經在800G交換機上進行了測試，顯示出良好的性能。

隨著此次國內完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的聯合研制和功能驗證，使得我國的硅光技術上實現了對于國外的追趕。

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