CFCF2021下一代光器件分论坛：从大功率激光器到硅光进而面向CPO机遇与挑战

7/02/2021，光纤在线讯，6月23-25日，由苏州市工信局，苏州工业园区经济发展委员会指导，光纤在线、和弦产业研究中心、苏州原石会展共同主办，苏州工业园区光电通信产业联盟，苏州工业园区科技发展有限公司战略支持，苏州旭创科技有限公司、苏州天孚光通信股份有限公司、苏州海光芯创光电科技股份有限公司、海拓仪器(江苏)有限公司、苏州工业园区苏相合作区管理委员会联合协办的“CFCF2021光连接大会”在苏州金鸡湖国际会议中心盛大举行。

    在6月25日，由OIF，海信宽带共同合作举行的分论坛：光电芯片&下一代光器件中，来自OIF,海信，盛科网络，华工正源，华芯半导体，EXFO，三安集成，海光芯创，源杰半导体，天孚通信，Credo，澳威激光等光模块，光电芯片，交换机芯片产业链的重量级嘉宾分享当前的光电芯片进展，以及下一代光器件的要求与需求。


    该场分论坛由海拓仪器的资深顾问唐德明主持，唐总表示随着400G迈向800G甚至快速到达下一代技术，CPO成为未来光互联的决定性技术、革命性技术。不管是硅光还是2.5D、3D异构集成封装，都已经在往光电的需求靠了。最终大家会看到硅制造技术向光电需求最终走到一起。今天的会议嘉宾议题覆盖了当前的主要热点技术和话题。

    受疫情影响，OIF的演讲为录播，由OIF 物理和链路层工作组,CPO副主席Ranovus的Jeff Hutchins做主题演讲，题目为《光电子联合封装标准》，可插拔迈向CPO是必经之路，因为没有更好的方案可以支持未来大型数据中心的带宽需求。OIF同时在今年3月启动了3.2T 共封（Co-Packaged）模块项目，并制定3.2T 共封装光模块草案，定义面向以太网交换应用，采用100G电接口的3.2T 合封光电模块标准，包括光接口选项（400GBASE-FR4, DR4，兼容200G），CEI-112G-XSR高速电接口，电气和机械管理接口。


    海信宽带多媒体张华博士表示，受到网络功耗逐渐增大，大家期待通通过CPO及新兴技术进一步降低功耗的影响，CPO可以用于传统的数据中心交换机与交换机之间的互联，高性能计算，分布式计算等多个场景。但可插拔光模块依然然长期存在，不管是CPO还是可插拔光模块，都将在各自的应用场景中发挥作用。硅光可能会在CPO上更好地发挥主导作用。如果要开发CPO技术，那么基于制冷的大功率激光器，以及单通道的100G并行硅光芯片技术开发则是近期可得的方向。


    盛科网络（苏州）有限公司CTO 成伟带来《数据中心互联交换芯片技术趋势探讨》，从交换机芯片的角度看CPO的趋势，交换芯片负责所有数据的进和出，吞吐率非常高。盛科网络就是在做交换芯片的研发。总的来说，CPO的好处是一定程度地降低了网络解决方案的功耗，从整机、整个数据中心来看，功耗、成本都有一定的贡献。但需要考虑运维方式，以及芯片散热的挑战。


    华工正源技术总监 周秋桂的演讲主题为《数据中心光模块的需求和发展趋势》， 周总表示，CPO的确有着非凡的优势，但未来几年依然要靠可插拔光模块。数据中心市场，推动着光模块迅速更新换代。最近1到2年，我们看到了200G、400G上量，800G预计会在2025年以后占市场主力。光模块的形态从可插拔发展到on-board和co-package等，但硅光技术都能提供一个很好的技术平台。华工正源具备硅光设计与封测能力，现在正在努力联手国内代工厂积极开发制程国有化。最后期待硅光技术能不仅在数据中心也在下一代无线技术,下一代接入技术等市场是取得突破。


    华芯半导体研发总监，尧舜分享的主题为《打造中国自己的化合物半导体工艺平台》。尧博士表示：我们要做的芯片是不需要海外代工的芯片。当前25G VCSEL必须在性能和可靠性两方面同时达标，满足300米的传输。目前来说IQE还没有突破25G VCSEL外延，OEM模式还没有成功，没有Fabless模式进入到产业领域中。华芯半导体当前25G NRZ已经批量出货了， 50G PAM4产品市场明确给出了需求信号。同时在开发50G的 NRZ，以及100G PAM4，后面会开发100G的NRZ，应对市场对VCSEL大容量的提升需求。此外，华芯半导体也采用MES系统进行生产执行，进一步保证产品的长期可靠性。

 
    EXFO 亚太区制造业发展总监 柴红芳分享题为《面向未来的光子集成器件测试方案》，从EXFO的角度来看，驱动PIC的仍然是在电信领域的能源危机（带宽），数据中心对带宽的需求是巨大的，也催生了下一代对PIC的驱动力。EXFO做过调研，从晶圆生产来讲，从Design—Foundries—Packaging，测试成本占到芯片成本的30%。从晶圆生产到做成器件到模块，每一步都面临着非常多的测试挑战、低成本要求。柴总从PIC晶圆无源测试的光同步扫描如何加速生产效率；到光模块量产过程中测试创新技术以及PIC晶圆无源测试均做了详细的解读。


    在下午的演讲中，首先是三安集成电路光技术事业部首席技术官，孙维忠分享的主题是《光芯片在100G以上高速光通讯中的应用》，重点讲述激光器芯片技术如何面对日益高速发展的光通讯行业。孙博士表示：DML激光器最吸引人的地方就是结构非常简单、尺寸小、成本相对低。但响应频率受限等因素也限制了DML在长距离传输的应用。孙博士进一步介绍了三安集成在如何提升动态响应频率？如何进一步增加带宽？以及可靠性、失效分析的解决方案。


    海光芯创的资深技术总监孙旭介绍《硅光晶圆、硅光引擎到硅光模块封测与制造平台》，孙总重点分享了硅光晶圆检测，以及硅光引擎、硅光模块产品需要解决的技术瓶颈和量产难点。硅光模块的形态是否沿用可插拔，还是过渡到板载，CPO业界仍在努力；而硅光产品的应用也将扩展到光子晶体、光子神经网络、传感芯片等领域，有待产业链各层的努力。海光芯创已经在积极布局硅光芯片的封测领域，致力于推动硅光技术在光通信行业的规模化应用。


    源杰半导体的资深市场技术总监，王良波分享了《高速光通讯激光器件芯片进展》，他认为要好硅光大功耗光源，难点在于材料端、光栅设计端，核心是怎样把有源区里的热密度和功率密度做的比较均衡，怎样把光子能量做到均匀。过去，源杰在CWDM,LWDM激光器上做出了自己的差异化，今年的重点是在硅光大功率光源上形成小批量量产，同时在25G和50G波特率的EML上有突破。


    天孚通信的市场副总经理，王志弘演讲题目为《高速光器件封装平台及器件的演进》，重点与我们回顾了光器件封装工艺的各种变化，以及对应8种应用的不同封装工艺。从早期的手动封装到后来的自动化封装，整体的工艺相近，但对于后续封装上精度要求只会越来越高，非常考验后面的机械制造能力挑战，是比较大的挑战。


    Credo的市场总监 杨学贤的演讲主题为《从200G、400G到800G》，他从电芯片DSP的角度分享了光模块200G、400G到800G的演进历程。他表示高速 SerDes技术已经在数据链路中存在于各个节点、各个位置。而在光模块100G、200G、400G等产品，Credo完成了28G NRZ，56G PAM4、112G PAM4技术开发。


    最后一位演讲嘉宾是来自澳威激光的石元总裁，他的题目是《波长可调激光器—核心基础高端光子功能器件》，石总幽默的演讲从生活中的创新创意引申到光通信行业尤其是可调激光器技术漫长的突破和创新。可调激光器广泛应用于激光光谱、气体探测、科学研究、引力波应用，测试系统、光纤通讯、精密剂量技术、光纤传感系统、不同的激光雷达等等。澳威激光的理想是成为一个可靠的光子器件和模组件的供应商，包括不同的激光器和无源器件。澳威激光可以提供各种不同的激光器，包括窄线宽、扫描、可调激光器。


    至此，主题演讲环节结束。随后进入了讨论环节，主题为“CPO的机遇与挑战”，由USCONEC亚太区业务发展经理，孙成恩主持，并邀请产业链的终端用户、交换机、光模块、光电芯片、硅光芯片的代表共同讨论。主要嘉宾有海信宽带张华博士，盛科网络成伟，源杰半导体王良波，Intel张东豪，以及新华三王雪参与讨论。CPO在2019年最早由微软提出，微软在几年前提出了“COBO”，几年前微软开始了网络里创新， OIF在去年成立了CPO联盟。而中国互联网还处于观望状况，但业界普遍认为到了1.6T之后，可插拔光模块和CPO能否共存？可插拔光模块会面临哪些问题？以及功耗、每比特成本？更多的厂商如何加入到CPO大战之中，等多项热门话题进行了激烈的讨论，各位嘉宾也是无私分享自己的观点和了解的进展，现场可谓干货满 满。

    随着掌声响起， CFCF2021光连接大会圆满结束，我们正式告别了CFCF2021,并期待在下一年的会议中可以延伸更多的话题。
    CFCF2021光连接大会聚焦于DCI，高速光传输等应用的光互联、光连接解决方案，以“光连万物 多彩未来”为主题。6月23-25日，三天的时间里，共分享了14场学术报告，9场光通信工艺培训，35场主题演讲，56款新产品入围，80多家参展商，1场主论坛，3场分论坛，2场晚会，近2000位全国各地光通信业者与会，了解探讨光通信当下及未来的热点，组成涵盖整个光通信产业链条的展示、交流、分享会。