台积电已经组建一支约200人的研发团队,专注于推进硅光子技术和应用。据称,台积电还在与博通和英伟达等大客户进行谈判,共同开发以该技术为中心的应用。相关制程技术覆盖45nm至7nm,预计相关产品最早于2024年下半年获得订单,2025年将进入大批量生产阶段。
AI算力基石,硅光芯片产业化正当时随着AIGC发展,硅光技术在高速光通信时代有望迎来发展热潮,对传统光通信产业格局或带来深远影响,一方面硅光器件/模块厂商有望充分受益于产业发展,另一方面,硅光芯片具有较高产业壁垒,头部厂商的深度布局有望迎来新一轮产业演化。
硅光光源集成作为目前硅光子技术一大技术难题,目前外置CW光源是硅光光模块的主流方案,且可进一步应用于CPO等场景,随着光通信速率需求的不断提升,硅光光模块的通道数也随之增长,CW光源需求量有望得到进一步发展。
光引擎是光模块中用于实现光电信号转换的主要部分,其性能对整个系统的传输质量和速率有直接的影响,通常由一个激光二极管和一个调制器组成,其中激光二极管负责产生激光,而调制器则将电信号转换为光信号。
传统光模块采用分立式结构,光器件部件多,封装工序较为复杂,从而需要投入较多人工成本,而硅光模块由于芯片的高度集成,组件与人工成本也相对减少,但从芯片到光模块,封装工艺上仍存在较多技术难点,封装良率和成本仍有待优化。
硅光应用市场不断扩大据数据显示,2022年硅光芯片市场价值为6800万美元,预计到2028年将超过6亿美元,2022年-2028年的复合年均增长率为44%。推动这一增长的主要因素是用于高速数据中心互联和对更高吞吐量及更低延迟需求的机器学习的800G可插拔光模块,数通光模块的应用占硅光芯片市场的93%,复合增长44%。此外在电信领域、光学激光雷达、量子计算、光计算以及在医疗保健领域都有广阔的发展前景。
在数据通信市场,英特尔以61%的市场份额领跑,思科、博通和其他小公司紧随其后。在电信领域,思科(Acacia)占据了近50%的市场份额,Lumentum(Neophotonics)和Marvel(Inphi)紧随其后,相干可插拔ZR/ZR+模块推动了电信硅光市场的发展。
在目前市场竞争中,中国厂商份额较少,但国内的中际旭创、新易盛、光迅科技、博创科技、铭普光磁、亨通光电等开始参与竞争,推出了400G、800G甚至1.6T的硅光模块,旭创1.6T硅光模块更是采用自研硅光芯片并已处于市场导入期。
硅光子芯片,芯片巨头纷纷入局台积电也正大举押注硅光子学(silicon photonics)芯片,以刺激业绩增长。据媒体报道,台积电已组建了一支约200人的研发团队,瞄准即将到来的硅光子超高速芯片商机;台积电还与博通和英伟达等进行合作,共同开拓以该技术为中心的应用场景。
英特尔、思科和IBM等科技巨头长期以来也一直致力于开发自己的硅光子学解决方案和硅光子系统。
英伟达是全球目前市值最高的芯片公司,目前在为数据中心服务器提供动力加速器以开发/运行大型语言模型的芯片方面拥有最大的市场。这家美国公司此前收购了光纤互连技术提供商Mellanox。
硅光子学已成为芯片制造行业的一个密集投资领域,许多科技企业都在关注其潜在用途,从数据中心、超级计算机和网络设备,到自动化无人驾驶汽车和国防雷达系统。硅光子技术目前用于光通信和光传感等领域,重点在于传输、处理和操控光信号;典型应用包括数据中心互连、高性能计算、光纤通信等。
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