CIOE2023看光通信趋势：AI算力引爆800G光模块 DSP/LPO/CPO新技术全面开花
发布时间：2023-09-18 09:13:52 热度：4555
9/18/2023，光纤在线讯，作为中国光通信领域最大的展会—光博会向来是光通信产业尤其是光器件、光模块厂商重磅参与的一场盛会，时隔两年终于再次开启。由于当下复杂的市场环境、停办一年的再次相聚，首次放开的大聚会，CIOE上集合了很多人的期待，也让这场展示变成历来最热闹的一次。
尽管2023年以来，国际形势依然复杂严峻，全球经济回复乏力，但从CIOE上来看，占据了整个展示30%+展示面积（4个主展馆）的光通信产业异常火热，向业界展示着光通信产业的技术创新活力和市场韧性。结合我们的观察，光通信产业正呈现出如下几个趋势：
AI算力引爆800G光模块 DSP/LPO/CPO新技术全面开花
光模块向来是光博会的主场，本届展会更是看到了光模块各种新技术成果全面开花。随着全球进入AI算力时代，云计算市场对于低功耗、低时延的光互联技术的需求更为迫切，因此低功率的LPO、硅光、薄膜铌酸锂技术成为本次大会上的热点。
在LPO领域，新易盛、旭创科技、海信宽带、光迅科技、剑桥科技、Coherent、钧恒科技、AOI、华工科技、易飞扬、联特科技、海思光电子、迅特通信均在现场重点展示了400G/800G DR4/DR8/SR8/2×FR4 LPO系列光模块。而且多家厂商表示400G LPO已经可经实现批量生产，新易盛宣布已与主流厂商和用户建立起了良好合作关系。
值得注意的是旭创科技本次携手腾讯现场演示，在腾讯的51.2T交换机上搭载采用旭创自研硅光方案的400G Q112 BR4 LPO光模块。钧恒科技则携手新华三H3C在最新的LPO交换机上现场演示自己的400G/800G LPO光模块。而光迅科技则数在业内首次动态演示1.6TOSFP-XD光模块，采用最新一代5nm DSP，传输能力达10km。
但对于LPO的商用，仍存在很多的挑战，阿里巴巴陆睿在同期的研讨会上给出了非常中肯的总结：LPO技术适合于有研发和系统集成技术能力的云计算提供商；适用于系统设备变量少，网络互联规模大的场景。LPO可商用的前提是：有能力探索设备和模块的边界条件，制定技术规格和产测方案，端到端的产品（交换机、网卡、光模块、光纤光缆）指标控制能力，有能力进行大量的集成、互联互通测试等。
在腾讯的展台，则现场展示了与博通联合开发的25.6T CPO交换机，除支持32口的QSFP112 400G电接口外，还内置4x3.2Tbps CPO光引擎，路由到16芯MPO光连接器，支持16口800G应用。光引擎到前面板的布线同时支持传统光纤和柔性印刷光纤（FPF）解决方案。相对于传统可插拔模块方案，CPO方案功耗可节省50%以上，进而将整机功耗优化23%。
深圳的深光谷则是业界首次展出面向CPO光电集成的模式复用芯片和器件、多芯光纤扇入扇出芯片和器件、以及interposer芯片，助力产业解决大容量互连情况下的密度和功耗问题。
在铌酸锂技术方面，AOI重点展示了基于薄膜铌酸锂(TFLN)技术的800G 光模块；烽火科技展示了使用 TFLN 调制器的相干光模块产品；德科立展示了基于TFLN技术功耗低至11W的800G DR8光模块，宁波元芯、光库科技、安湃光电展出来自己的薄膜铌酸锂芯片。
在DSP芯片方面，Credo推出了集成VCSEL驱动的 Dove 800D及Dove 410D PAM4 DSP芯片。
而在800G领域，带DSP方案几乎是光模块厂商的标配，包括数通高速光模块的后起之秀—华拓、新菲光也推出了可批量发货的800G OSFP SR8、2*FR4光模块以及AOC系列，预计800G DR8也将在Q4面向市场。
随着 ChatGPT在全球范围内掀起一波新浪潮，云服务商纷纷宣布进入大模型竞赛时代，各模块厂商立志要打造“高效AI算力网络”，展会上更是听到各家拿到Nvidia、微软、Amazon、谷歌、甲骨文等多家海外客户的AI大模型对于光模块的订单需求，预计10月份可明显感受到订单量暴增的迹象，也期待AI带动光模块产业竞争走向新一轮的景气周期。
400G城域网部署节点或于2024将至
在CIOE同期的论坛上，中国移动集团级首席专家、中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗表示：“当前400G超长距已经进入规模商用的关键时间节点，中国移动正协同产业链推进400G技术和产业成熟，迎接400G规模商用元年。”
而G.654.E的批量采购被认为是运营商部署400G网络的重要信号，9月12日，中国移动启动2023年至2024年G.654E光纤光缆产品集采，采购量合计122.79万芯公里，较去年采购规格提升近4倍，似乎昭示着400G城域部署的时机已到来。在现场康宁重点展示的TXF® G.654.E，而国内的长飞、烽火、亨通等均已具备G.654E光纤的量产能力。
而在相配套的相干光模块市场，烽火科技展示了其基于130GB的400G QPSK光模块，旭创、新易盛、易飞扬、华工、海信、光迅等均重点展示出其400G QSFP-DD ZR/ZR+等相干光模块产品。Coherent重点展示了其 100G ZR QSFP28 DCO相干光模块，德科立也在现场演示了其400G CFP2 DCO模块的240km光纤的传输测试。
此外，实现C+L宽谱的光系统及器件配套也有着新进展。首先是光迅科技推出支持C6T+L6T全波段放大的智能化拉曼光放大器，持C+L band 以及O band应用的超小型和超高密度MEMS光开关。其次，博创科技除了重点展示400G 硅光DR4光模块外，还重点展示了C+L波段超宽带宽AWG；欧亿光电展示了其可覆盖C+L波段的可调滤波器；富泰科技携手Anritsu展示支持C+L波段的应用于外腔ITLA的增益芯片。
此外，面向未来光纤，如空芯光纤、多芯光纤也是展会上的热点。长飞光纤重点展示了空芯光纤、空分复用解决方案，为未来高速率、大容量的光传输市场提供商用可能性。
接入网迈向2.5G/10G/50G PON三模共存模式
助力下一代光接入网，50G与25G的标准和路径一直存在争议，但作为接入网市场持续领先的中国光通信企业在50G PON上的技术突破让人们眼前一亮，甚至感叹是否技术发展过快？面向接入网市场光模块的领导者海信、光迅、华工均推出了50G PON OLT模块。
海信宽带 50G-PON三模Combo OLT光模块
★ 作为接入网市场的领导者，海信宽带推出50GPON&XGSPON&GPON三模Combo PON OLT光模块产品，采用了QSFP-DD封装结构，采用海信宽带自研的1342nm的50GBaud EML+SOA激光器，1577nm的10Gbps EML激光器和1490nm的GPON DFB激光器。
★ 光迅科技也推出了Tri-Mode 50G PON Combo OLT光模块。
★ 华工正源则首次Live Demo采用SFP28封装的，业内首款CDR方案的50G PON OLT。
★ 此外，在最重要的OSA器件方面，光恒通信、绍兴中科也推出了50G combo PON OLT三模OSA。
★ 在配套芯片方面，Macom推出适用于25G/50G PON解决方案的光电芯片组；斑岩光子推出了高性能50Gbps差分输入、单端输出EML芯片；英思嘉则推出相应的50Gbps EML芯片TIA。永鼎光电子则推出了用于PON模块的波长间隔2nm的波分系列产品。
国产化进程全面加速：EML、VCSEL、硅光芯片
在光芯片的国产化进程中，DFB激光器国产化进程较快，但在高速EML方面则一直进展较为缓慢，本次展会上面向高速400G/800G光模块配套的光芯片方面国产化进程正在加速：源杰率先展示了其100G EML，50mW/70mW/100mW CW系列大功率光源等，助力数据中心400G/800G/1.6T场景使用。此外，实现单波100Gbps EML芯片（PAM4）还包括长光华芯、斑岩光子、光安伦等。
而在VCSEL方面，博升光电率先发布单通道106Gbps的VCSEL芯片，华芯半导体则发布可批量化的56G PAM4 VCSEL芯片，此外，老鹰半导体、长光华芯、长瑞光电、福建慧芯激光均展示其50G VCSEL芯片系列。不少光芯片企业认为当下单通道100G价格昂贵，而400G光模块需求仍会保持增长，可能会给国产VCSEL芯片厂商留出 50G VCSEL芯片的机会窗口，加速国产化芯片的商用进程。
硅光芯片/引擎方面：自2016年在国内火热开启以来，一直存在争议：有认为国内企业很难在硅光产业链上获得话语权（自主权）；有认为硅光技术是国产化光芯片弯道超车的绝佳赛道。但在今年的展会上，我们看到了国产化硅光产业的希望：
★ 塞勒光电重点推出的400G硅光调制器，并已经联合多家企业送样展示。
★ 弘光向尚作为一家新兴的硅光技术企业，重点展示了400G DR4/FR4, 800G硅光系列，并已向部分客户提交小批量芯片和引擎产品。
★ 苏州熹联光芯Sicoya推出400G DR4 硅光PIC，800G 2xFR4 硅光PIC。
★ 苏州易缆微半导体推出面向数据中心400G/800G/1.6T 硅光集成芯片
★ 国家信息光电子创新中心推出100G/200G/400G 硅光相干收发芯片片。
★ CUMEC重庆联合则展示其成熟的硅光芯片流片服务，拥有全套硅光工艺PDK。
★ 中晟微电子推出4x64Gbaud硅光相干驱动器，并可向业界提供硅光芯片流片服务。
★ 珠海映讯推出面向激光雷达、光纤传感应用的硅光集成收发一体光学引擎系列。
★ 而在硅光相关的生产测试设备方面，逍遥科技推出硅光链路版图生成工具，猎奇智能重点展示标准贴片精度可达±1.5μm的多芯片贴装设备，镭神技术重点展示硅光耦合贴片装备。
布局新的热门赛道
去年，激光雷达市场是各主流光模块厂商争相布局的热门赛道。今年6月，旭创通过全资子公司智驰网联以增资及股权转让的方式收购君歌电子62.45%的股权，拓展汽车光电子领域业务。旭创首次展出汽车光电子系列产品，重点包括智能网联的车载光纤线束、光模块和车载以太网、T-BOX方案，开启第二增长曲线。
而在光通信制造设备领域，氮化硅、第三代功率半导体带来的先进封装，正成为光通信制造设备厂商争相布局的赛道，如猎奇智能面向功率半导体市场推出高精度贴装设备，同时布局CPO封装耦合设备；博众精工则推出适用于大功率激光器、激光雷达、以及2.5D/3D先进封装的共晶贴片、蘸胶贴片及Flip Chip贴装设备。
综合来看，本届光博会上呈现出丰富的技术亮点和更具活力的市场趋势，期待随着新应用的进一步成熟，各项新技术得以成为现实，更多的创新企业可以抓住新技术的迭代展开自己的创新赛道。
尽管2023年以来，国际形势依然复杂严峻，全球经济回复乏力，但从CIOE上来看，占据了整个展示30%+展示面积（4个主展馆）的光通信产业异常火热，向业界展示着光通信产业的技术创新活力和市场韧性。结合我们的观察，光通信产业正呈现出如下几个趋势：
AI算力引爆800G光模块 DSP/LPO/CPO新技术全面开花
光模块向来是光博会的主场，本届展会更是看到了光模块各种新技术成果全面开花。随着全球进入AI算力时代，云计算市场对于低功耗、低时延的光互联技术的需求更为迫切，因此低功率的LPO、硅光、薄膜铌酸锂技术成为本次大会上的热点。
在LPO领域，新易盛、旭创科技、海信宽带、光迅科技、剑桥科技、Coherent、钧恒科技、AOI、华工科技、易飞扬、联特科技、海思光电子、迅特通信均在现场重点展示了400G/800G DR4/DR8/SR8/2×FR4 LPO系列光模块。而且多家厂商表示400G LPO已经可经实现批量生产，新易盛宣布已与主流厂商和用户建立起了良好合作关系。
值得注意的是旭创科技本次携手腾讯现场演示，在腾讯的51.2T交换机上搭载采用旭创自研硅光方案的400G Q112 BR4 LPO光模块。钧恒科技则携手新华三H3C在最新的LPO交换机上现场演示自己的400G/800G LPO光模块。而光迅科技则数在业内首次动态演示1.6TOSFP-XD光模块，采用最新一代5nm DSP，传输能力达10km。
但对于LPO的商用，仍存在很多的挑战，阿里巴巴陆睿在同期的研讨会上给出了非常中肯的总结：LPO技术适合于有研发和系统集成技术能力的云计算提供商；适用于系统设备变量少，网络互联规模大的场景。LPO可商用的前提是：有能力探索设备和模块的边界条件，制定技术规格和产测方案，端到端的产品（交换机、网卡、光模块、光纤光缆）指标控制能力，有能力进行大量的集成、互联互通测试等。
在腾讯的展台，则现场展示了与博通联合开发的25.6T CPO交换机，除支持32口的QSFP112 400G电接口外，还内置4x3.2Tbps CPO光引擎，路由到16芯MPO光连接器，支持16口800G应用。光引擎到前面板的布线同时支持传统光纤和柔性印刷光纤（FPF）解决方案。相对于传统可插拔模块方案，CPO方案功耗可节省50%以上，进而将整机功耗优化23%。
深圳的深光谷则是业界首次展出面向CPO光电集成的模式复用芯片和器件、多芯光纤扇入扇出芯片和器件、以及interposer芯片，助力产业解决大容量互连情况下的密度和功耗问题。
在铌酸锂技术方面，AOI重点展示了基于薄膜铌酸锂(TFLN)技术的800G 光模块；烽火科技展示了使用 TFLN 调制器的相干光模块产品；德科立展示了基于TFLN技术功耗低至11W的800G DR8光模块，宁波元芯、光库科技、安湃光电展出来自己的薄膜铌酸锂芯片。
在DSP芯片方面，Credo推出了集成VCSEL驱动的 Dove 800D及Dove 410D PAM4 DSP芯片。
而在800G领域，带DSP方案几乎是光模块厂商的标配，包括数通高速光模块的后起之秀—华拓、新菲光也推出了可批量发货的800G OSFP SR8、2*FR4光模块以及AOC系列，预计800G DR8也将在Q4面向市场。
随着 ChatGPT在全球范围内掀起一波新浪潮，云服务商纷纷宣布进入大模型竞赛时代，各模块厂商立志要打造“高效AI算力网络”，展会上更是听到各家拿到Nvidia、微软、Amazon、谷歌、甲骨文等多家海外客户的AI大模型对于光模块的订单需求，预计10月份可明显感受到订单量暴增的迹象，也期待AI带动光模块产业竞争走向新一轮的景气周期。
400G城域网部署节点或于2024将至
在CIOE同期的论坛上，中国移动集团级首席专家、中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗表示：“当前400G超长距已经进入规模商用的关键时间节点，中国移动正协同产业链推进400G技术和产业成熟，迎接400G规模商用元年。”
而G.654.E的批量采购被认为是运营商部署400G网络的重要信号，9月12日，中国移动启动2023年至2024年G.654E光纤光缆产品集采，采购量合计122.79万芯公里，较去年采购规格提升近4倍，似乎昭示着400G城域部署的时机已到来。在现场康宁重点展示的TXF® G.654.E，而国内的长飞、烽火、亨通等均已具备G.654E光纤的量产能力。
而在相配套的相干光模块市场，烽火科技展示了其基于130GB的400G QPSK光模块，旭创、新易盛、易飞扬、华工、海信、光迅等均重点展示出其400G QSFP-DD ZR/ZR+等相干光模块产品。Coherent重点展示了其 100G ZR QSFP28 DCO相干光模块，德科立也在现场演示了其400G CFP2 DCO模块的240km光纤的传输测试。
此外，实现C+L宽谱的光系统及器件配套也有着新进展。首先是光迅科技推出支持C6T+L6T全波段放大的智能化拉曼光放大器，持C+L band 以及O band应用的超小型和超高密度MEMS光开关。其次，博创科技除了重点展示400G 硅光DR4光模块外，还重点展示了C+L波段超宽带宽AWG；欧亿光电展示了其可覆盖C+L波段的可调滤波器；富泰科技携手Anritsu展示支持C+L波段的应用于外腔ITLA的增益芯片。
此外，面向未来光纤，如空芯光纤、多芯光纤也是展会上的热点。长飞光纤重点展示了空芯光纤、空分复用解决方案，为未来高速率、大容量的光传输市场提供商用可能性。
接入网迈向2.5G/10G/50G PON三模共存模式
助力下一代光接入网，50G与25G的标准和路径一直存在争议，但作为接入网市场持续领先的中国光通信企业在50G PON上的技术突破让人们眼前一亮，甚至感叹是否技术发展过快？面向接入网市场光模块的领导者海信、光迅、华工均推出了50G PON OLT模块。
海信宽带 50G-PON三模Combo OLT光模块
★ 作为接入网市场的领导者，海信宽带推出50GPON&XGSPON&GPON三模Combo PON OLT光模块产品，采用了QSFP-DD封装结构，采用海信宽带自研的1342nm的50GBaud EML+SOA激光器，1577nm的10Gbps EML激光器和1490nm的GPON DFB激光器。
★ 光迅科技也推出了Tri-Mode 50G PON Combo OLT光模块。
★ 华工正源则首次Live Demo采用SFP28封装的，业内首款CDR方案的50G PON OLT。
★ 此外，在最重要的OSA器件方面，光恒通信、绍兴中科也推出了50G combo PON OLT三模OSA。
★ 在配套芯片方面，Macom推出适用于25G/50G PON解决方案的光电芯片组；斑岩光子推出了高性能50Gbps差分输入、单端输出EML芯片；英思嘉则推出相应的50Gbps EML芯片TIA。永鼎光电子则推出了用于PON模块的波长间隔2nm的波分系列产品。
国产化进程全面加速：EML、VCSEL、硅光芯片
在光芯片的国产化进程中，DFB激光器国产化进程较快，但在高速EML方面则一直进展较为缓慢，本次展会上面向高速400G/800G光模块配套的光芯片方面国产化进程正在加速：源杰率先展示了其100G EML，50mW/70mW/100mW CW系列大功率光源等，助力数据中心400G/800G/1.6T场景使用。此外，实现单波100Gbps EML芯片（PAM4）还包括长光华芯、斑岩光子、光安伦等。
而在VCSEL方面，博升光电率先发布单通道106Gbps的VCSEL芯片，华芯半导体则发布可批量化的56G PAM4 VCSEL芯片，此外，老鹰半导体、长光华芯、长瑞光电、福建慧芯激光均展示其50G VCSEL芯片系列。不少光芯片企业认为当下单通道100G价格昂贵，而400G光模块需求仍会保持增长，可能会给国产VCSEL芯片厂商留出 50G VCSEL芯片的机会窗口，加速国产化芯片的商用进程。
硅光芯片/引擎方面：自2016年在国内火热开启以来，一直存在争议：有认为国内企业很难在硅光产业链上获得话语权（自主权）；有认为硅光技术是国产化光芯片弯道超车的绝佳赛道。但在今年的展会上，我们看到了国产化硅光产业的希望：
★ 塞勒光电重点推出的400G硅光调制器，并已经联合多家企业送样展示。
★ 弘光向尚作为一家新兴的硅光技术企业，重点展示了400G DR4/FR4, 800G硅光系列，并已向部分客户提交小批量芯片和引擎产品。
★ 苏州熹联光芯Sicoya推出400G DR4 硅光PIC，800G 2xFR4 硅光PIC。
★ 苏州易缆微半导体推出面向数据中心400G/800G/1.6T 硅光集成芯片
★ 国家信息光电子创新中心推出100G/200G/400G 硅光相干收发芯片片。
★ CUMEC重庆联合则展示其成熟的硅光芯片流片服务，拥有全套硅光工艺PDK。
★ 中晟微电子推出4x64Gbaud硅光相干驱动器，并可向业界提供硅光芯片流片服务。
★ 珠海映讯推出面向激光雷达、光纤传感应用的硅光集成收发一体光学引擎系列。
★ 而在硅光相关的生产测试设备方面，逍遥科技推出硅光链路版图生成工具，猎奇智能重点展示标准贴片精度可达±1.5μm的多芯片贴装设备，镭神技术重点展示硅光耦合贴片装备。
布局新的热门赛道
去年，激光雷达市场是各主流光模块厂商争相布局的热门赛道。今年6月，旭创通过全资子公司智驰网联以增资及股权转让的方式收购君歌电子62.45%的股权，拓展汽车光电子领域业务。旭创首次展出汽车光电子系列产品，重点包括智能网联的车载光纤线束、光模块和车载以太网、T-BOX方案，开启第二增长曲线。
而在光通信制造设备领域，氮化硅、第三代功率半导体带来的先进封装，正成为光通信制造设备厂商争相布局的赛道，如猎奇智能面向功率半导体市场推出高精度贴装设备，同时布局CPO封装耦合设备；博众精工则推出适用于大功率激光器、激光雷达、以及2.5D/3D先进封装的共晶贴片、蘸胶贴片及Flip Chip贴装设备。
综合来看，本届光博会上呈现出丰富的技术亮点和更具活力的市场趋势，期待随着新应用的进一步成熟，各项新技术得以成为现实，更多的创新企业可以抓住新技术的迭代展开自己的创新赛道。
