《硅光子技术及市场趋势-2018版》
2018-01-13 11:34:06   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

相比现有的光通信技术,硅光子组件在低成本、高集成度、更丰富的功能嵌入、更高的互联密度、更低的功耗以及更高的可靠性方面,能够满足当前数据中心提出的新要求。越来越多的厂商开始争相进入硅光子产业。

Silicon Photonics 2018

购买该报告请联系:
麦姆斯咨询 王懿
电话:17898818163
电子邮箱:wangyi#memsconsulting.com(#换成@)

硅光子应用爆发在即,光收发器大量出货

据麦姆斯咨询介绍,随着社交网络、视频和游戏等内容应用所带来的互联网通信需求增长,对数据中心内部和数据中心之间的通讯带宽正不断提出新的要求。短期内,为了应对可能出现的带宽吃紧问题,Google(谷歌)、Apple(苹果)、Facebook(脸书)、Amazon(亚马逊)和Microsoft(微软)等国际互联网巨头(缩写GAFAM),以及来自中国的BAT(百度、阿里巴巴和腾讯),正努力将新的光收发器技术推向市场。事实上,中国的数据中心建设和发展非常迅速,中国有6.5亿互联网用户,三大运营商都在建设自己的光纤网络。2018年,中国将建设新的超大规模数据中心,推动采用新型光纤和光学技术的光通信组件增长。在美国和欧洲,Facebook、Google和Amazon等巨头也在和芯片合作伙伴联合开发自己的光学数据中心技术,例如Facebook和Microsoft就在和Intel合作。

随着用户和数据中心之间通过互联网的数据交互持续增长,数据中心内的数据通信量越来越高。现有数据中心的数据交换和互联设备,无论是性能还是成本已经越来越难以应对如此庞大的数据流量增长,急需新的解决方案。作为一种基于半导体的技术,得益于规模经济,硅光子技术随着出货量的增长成本将大幅降低。

因此,相比现有的光通信技术,硅光子组件在低成本、高集成度、更丰富的功能嵌入、更高的互联密度、更低的功耗以及更高的可靠性方面,能够满足当前数据中心提出的新要求。越来越多的厂商开始争相进入硅光子产业。

经过16年的开发,Intel已经成功抢滩硅光子应用,并和该领域的领导厂商Luxtera抢夺市场份额。还有许多新的初创公司带着新产品不断进入该市场,目前大多为100G数据传输速率产品,很快400G产品也将陆续登场。除了Luxtera,另外一家2016年在数据中心内部互联市场取得佳绩的Acacia公司,其大城市应用的单芯片硅光子100G相干收发器获得了市场应用,为硅光子技术在电信领域的应用开辟了道路。

 2017年硅光子产业生态系统及主要厂商

2017年硅光子产业生态系统及主要厂商

100G先上400G就来,硅光子市场即将快速增长

目前,硅光子市场还很小,2016年芯片级市场规模约为3000万美元。不过,硅光子市场增长潜力巨大,芯片级市场规模到2025年预计可增长至5.6亿美元,而收发器级市场规模则预计将增长至40亿美元。这意味着硅光子技术市场在整体光收发器市场的占比,将从2016年的个位数,增长至2025年的35%,大部分将用于数据中心之间的通讯应用。

市场需求量最高的是400G产品,而200G或将是100G向400G过渡的阶段性产品。下一步的发展会是在500m单根光纤上开发400G光接口,成本低于1美元/千兆(gigabit),功耗低于5mW/Gb。随后传输速率将实现1太比特(terabit)/秒。尽管硅光子技术应用的晶圆数量仅占全球SOI(绝缘体上硅)市场很小的一部分,但是由于SOI晶圆较高的价格,其所带来的市场价值很高。而该领域的主要供应商为SOITEC。

2016~2025年硅光子收发器市场预测

2016~2025年硅光子收发器市场预测

硅光子技术大规模应用前夜

我们相信硅光子技术目前还仅处于起飞的前夜,随着该技术的进一步整合,未来全球具有巨大的发展空间。近期大型集成电路代工厂商TSMC(台积电)和Luxtera的合作,以及GlobalFoundries (格罗方德)和Ayar Labs的合作,都是硅光子技术前景的重大利好。

STMicroelectronics(意法半导体)是目前主要的硅光子器件制造商。其目前正在开发的“Zero-Change”(0改变)工艺——基于现有CMOS工艺不做任何改动而制造光通信组件,正是面向未来具有巨大市场空间的芯片间光互联。硅光子技术目前的成熟度,相当于上世纪80年代的电子产业,仍然面临着许多挑战,还需要不断的技术突破来应对这些挑战,例如:

- 激光源:低成本、低数据速率<50Gb/s以及300m距离以内,边发射激光器(EEL)已经无法与垂直腔面发射激光器(VCSEL)竞争,而外部采购激光器的成本太高。目前,硅激光器领域没有出现引人瞩目的技术突破。基于硅纳米晶的激光器,由于预期收益太低,在数年前已经停止开发;

- 更小的模组:更便宜、更好的峰到峰的驱动性能,以及更低的功耗;

- 对准与封装,晶圆级测试;

- 设计和软件:光子软件专业性强,定制化程度高,没有预定义的模型;

- 供应链;

- 可制造性:在CMOS产线上“0改变”的方案成为新趋势。

硅光子技术发展路线图

硅光子技术发展路线图

由数据中心向更广泛的应用领域扩展

除了数据中心,硅光子技术还可以应用于其它令人关注的应用。高性能计算通常指的是把计算能力集合起来,提供比一般台式计算机或工作站更高的计算性能,以解决科学、工程或商业中的大型问题。凭借微处理器性能的加速提升,以及近期涌现的多处理器芯片(CMP),高性能计算系统的性能瓶颈已经从处理器转为通信基础设施。

因此,通过利用波分复用(WDM)的并行性和容量,光互连可以提供高带宽、低延迟的解决方案,以解决未来计算系统带宽可扩展性的挑战。光联接存储系统可以通过高带宽容量、能效比特率透明性以及飞行时间延时实现持续的性能扩展。

电信领域也是硅光子技术的一个可能应用,尤其是大城市80km~1500km网络。例如,Acacia Communications公司正在为电信应用开发相干硅光子模组。这是相干硅光子技术首次在长距离应用,Acacia的相干技术降低了偏振色散和损耗,并降低了信道通带。硅光子技术也可以用于光纤到户(FTTH),尤其是第二代千兆无源光网络。

硅光子技术可以用于光纤到户从10G向25G的过渡,因为届时需要更多的功能,例如波长调制和切换等。硅光子技术对于生物医疗和传感器的传感应用,也是值得关注的平台。未来的自动驾驶汽车为了高速响应性能,需要极低延时的高等级安防系统。LiDAR(激光雷达)也是硅光子技术极具吸引力的应用,IMEC(欧洲微电子研究中心)已经启动了多项研发计划,正在开发必要的相关技术。对于航空航天应用,尺寸和重量对于降低功耗都是非常关键的参数,因此硅光子技术也有用武之地。

硅光子技术应用范围

硅光子技术应用范围

本报告涉及的部分公司:A*Star, Amazon, Amicra, Amkor, AMS Technologies, Aurrion, Axalume, Ayar Labs, Broadcom, BSAC, Cadence, Caliopa, Ciena, Cypress, Dell, Facebook, FhG IZM, Ficontec, Georgia Tech University, GlobalFoundries, Google, HP, Huawei, IBM, IMEC, IMT, Infinera, Inphi, Intel, Juniper Networks, Leti, Luxtera, MACOM, Mentor Graphics, Microsoft, MIT, Molex, Multiphoton Optics, Novati, NTT, Oclaro, Optocap, Petra, PhoxTrot, Ranovus, Rockley Photonics, Seagate, Sicoya, Silex, Skorpios, Soitec, STMicroelectronics, Teramount, Towerjazz, Tyco, Tyndall University, VLC Photonics, Yahoo...

报告目录:

About the authors

Glossary

Companies cited in this report

Report objectives

Comparison with 2016 report

Yole methodology

Executive summary

Introduction to silicon photonics

Market forecast for silicon photonics
> Units
> Value
> Wafers

Applications
> Data centers
> Telecom
> Other applications

Supply chain

Manufacturing
> Light sources
> Packaging
> Examples of processes

Conclusions

Appendix

Silicon photonics building blocks

若需要购买《硅光子技术及市场趋势-2018版》报告,请发E-mail:wangyi#memsconsulting.com(#换成@)。

相关热词搜索:硅光子

上一篇:《汽车人机交互接口市场-2017版》
下一篇:《嵌入式车载导航系统技术及市场趋势-2017版》