OFC/NFOEC 2013回顾：器件篇 - 硅光子

3/28/2013, 3月19日晚上在会展中心隔壁的Mariott酒店一楼Elite会议厅，一场研讨会让许多人不顾OFC/NFOEC招待与会人士的晚会上的精美食物不顾，一定要过去听一听。虽然在后排的人几乎听不到前面的发言人在说什么，许多人坚持就是不走。是什么话题有这么大吸引力？这就是硅光子。
记得当时主持人让大家讨论的话题之一就是硅光子器件是否有足够的可靠性。看得出，与会的人大多把握不住这个话题，其实大家就是想知道，在硅光子技术的大潮前，他们该怎么做？
也是在这个会上，笔者巧遇了Lightcross和迅捷光电的创始人吴琦博士。2000年代和Infinera前后脚创建的Lightcross是今天在硅光子领域大热的Kotura的前身（2003年10月Arroyo光学和Lightcross合并后成立Kotura）。Kotura今天热门的产品基于硅光子平台的VOA也是当年Lightcross就有的产品。这次的OFC/NFOEC上，笔者没有注意到Kotura在3618还有一个展台，倒是在2楼看到Kotora租用的一间会议室。去年OFC，思科刚刚收购Lightwire，许多人热传Kotura也会被并购。今年的OFC，Kotura依旧还是独立公司，他们推出的新产品是100G的QSFP封装的支持WDM的光引擎。笔者没有亲自看到这个产品，从新闻稿看是类似有源光缆的产品，因为有功耗3.5瓦, 这倒是打破了以往该公司只做无源的传统。笔者问吴博士，为什么Kotura和Lightwire，Luxtera这样偏重有源产品的公司选择不同的方向。吴博士的看法是这更多来自公司的传统。对于光子集成的发展，吴博士最大的担心是Infinera这样的公司今后会成为光设备领域新一代领袖，缺乏对光集成的把握会让华为中兴光网络今后缺乏足够的竞争力。自己是从事硅光集成的吴博士是否对于这一技术趋势过于乐观呢？比如他自己更看好Kotura的基于PN结的VOA技术，而不太看好其他公司基于MZ干涉结构做VOA。这时候路过的海信Lignet黄卫平教授也加入这个话题。同样做光集成课题研究的黄主席对于硅光器件的发展，尤其是对当前VC对这领域的热门表示不大看得懂。听他的口气，他认为硅光技术对今天的光器件行业有挑战，但也并非迫在眉睫。一些硅光厂商的宣传可能过了头。
那么硅光子阵营的厂商们又怎么看待这个问题呢？拥有Luxtera AOC业务的Molex在OFC展出了QSFP+ 56Gbps FDR基于硅光子的AOC产品。相比以往采用VCSEL的AOC，这款产品据称采用了1490nm的DFB激光器和锗探测器，支持4公里的传输，可以支持10 /40 Gigabit Ethernet, InfiniBand QDR, InfiniBand FDR 和12Gbps SAS 3.0 (1 to 14 Gbps)。Luxtera目前已经宣称硅光子芯片销售突破50万片（Luxtera 市场VP Chris Bergey在参加2013年OIF互通测试的新闻稿）或者100万个支持10Gbps通道的硅光子器件（ 2012年2月新闻）。本次OFC/NFOEC上，Molex/Luxtera的重头展示还有100Gbps的zQSFP+产品。虽然Luxtera 2011年就宣称推出4X25Gbps的100Gbps硅光子芯片，但是Molex公司在展台上告诉我们，现场展示的100G AOC产品仍然处于样品阶段。
去年OFC前思科宣布收购Lightwire。今年的OFC，思科推出了基于Lightwire硅光子技术CMOS工艺的100Gbps CPAK模块，并表示会首先应用到思科的ONS15454 MSTP 100G 产品的用户端接口中。由于CPAK模块和Finisar, Avago, JDSU, Oclaro, 富士通等展出的CFP2 100G模块规格和性能都类似，引起了业界对思科动机的不少猜测。LR引用思科高端路由和光业务VP Bill Gartner的说法指出CPAK对于思科的三点重要性。第一，可能比CFP2更早商用；第二，可以同时支持40G/100G, 思科已经推出100米SR10, 10公里LR4和40公里ER4 40公里三种型号；第三，有利于思科保持模块的高利润率，因为不会有仿制品。至于CPAK推出是否会影响到主要光模块厂商的利益，现在还没有谁能说清楚，大家都在观望。
在今年OFC上推出硅光子产品的还有日本藤仓。通过和新加坡政府的科技局A*STAR下属的微电子研究院IME的合作，藤仓开发出号称世界首个40Gbps到60Gbps硅基光调制器，并可以支持QPSK, DQPSK等多种调制格式。相比铌酸锂调制器，硅基的调制器尺寸更小，成本更低，完全兼容CMOS工艺。这一成绩是此前藤仓和IME合作开发10Gbps硅基调制器后又一重要成果。说起A*star, 在OFC展场笔者在深圳欧普的展台遇到该公司投资人，也是投资30亿在四川绵阳建光通信产业园的新加坡芯联芯（Linkstar）的董事长Yuan, Xiaojun先生，说起他们在绵阳生产PLC的项目。Yuan总称A*star也是他们的技术合作方。在硅光子技术领域，他们已经有3年多的研发经验。去年12月，芯联芯在绵阳的光通信工业园已经投产，几百名员工已经进驻。笔者和Yuan先生抱怨这家公司太过神秘。Yuan先生称他们有他们的商业模式。他们的目标是将高科技研发生产一体化的知名企业。
和A*star性质类似，在今年OFC上还有另外一家来自法国的政府研发机构CEA-LETI（LETI是法语的工业创新服务的首字母缩写）。笔者注意到他们是因为他们参加了欧盟的硅光子研究计划，并在其中起主导作用。3月21日一早对LETI的采访中，LETI北美负责人Hughes Metras先生向我们介绍了LETI的运作方式（另文介绍）和他们到OFC参展的目的，就是要打造硅光子技术的产业链，为客户创造价值，促进法国及欧洲经济技术的发展。
笔者询问Metras先生对硅光技术当前发展的看法。他表示硅光子技术仍在发展的初期，政府部门在这个阶段的介入就是为了促进这个领域的发展。
今年OFC的PDP文章中也有多篇和硅光子技术相关。Orcale一个包括多个中国人名字的研究小组研发了一种混合集成和Ring调制器的WDM 发射模块，功耗只有33mW。Aurrion公司的文章介绍在硅上的III-V族材料上集成电信用可调激光器和数通用激光器阵列。Skorpios公司的文章介绍了在SOI内的III-V族外延层制作可调激光器。贝尔实验室一组研究人员介绍了基于硅PIC的224Gbps PDM-16QAM调制器和接收器。
从整体上来看，今天的硅光子技术发展仍以混合集成为主（参看我们对NeoPhotonics采访中他们的看法），硅光子器件现有产品主要用于数通以及芯片互连的领域，这主要是发挥硅光子器件功耗低的优点。但显然，硅光子技术，即便是混合集成，要想在电信领域发挥作用，现在还看不到端倪。在开发基于InP材料的光集成器件的OneChip展台，有一幅有趣的宣传画。按照OneChip的观点，完成同样功能，InP的光集成芯片比硅光子芯片要小得多。相比往年的低调，OneChip今年可谓有备而来，大举出击。在宣布推出完整的100Gbps PIC解决方案的新闻稿中有OneChip这样对比他们的技术和硅光子技术：“硅不能发光也不能解决1300nm的收光，必须另外增加材料，因此硅光子无法简单使用标准的CMOS工艺，这限制了硅光子器件取得所需要的性能和成本的能力。”