中国电子报:中国光纤通信产业呼唤中国芯

7/3/2009,我国光电芯片的实验室研究水平和国际先进水平相当，但我们没有及时把研究成果产业化。芯片技术成为影响我国光纤通信产业赶超世界先进水平的瓶颈。

    如今，人们对信息的需求越来越多。在这样的背景下，信息高速公路建设已成为世界性热潮。由于光纤的频宽比铜线等其他传统媒介高出几个数量级，光纤通信网络自然成为信息高速公路的核心和支柱。

我国光纤通信业面临重大机遇

    FTTx（光纤接入到某处）技术不断成熟，成本不断降低，使光纤替代铜线缆的进程进一步加快。10Gb/sEPON（以太网无源光网络）和10Gb/sPON（无源光网络）技术逐渐成熟，在技术上也拥有了取代DSL（数字用户线路）的基础，并被运营商接受。而且，随着移动业务的发展，3G基站的覆盖范围逐渐缩小以提供更高的带宽。基站小型化并直接部署于室内，运营商要部署大量的家庭/SOHO基站和微基站。此时，微基站的位置与FTTB（光纤到楼）/FTTH（光纤到户）的接入点高度吻合，FTTx完全可以作为微基站的低成本技术实现手段。这样，未来3年-5年将是FTTx持续快速增长的阶段。

    FTTx飞速发展，IP流量呈现爆炸式增长，其增速之快，来势之猛，大大超出人们的预期。有关专家认为，光传输网络正朝着面向IP的互联网方向发展，它能承载更多业务，能进行灵活的资源配置。具有40Gb/s乃至100Gb/s速率的光传输系统将成为未来光传输网的核心。对10Gb/s速率的传输网进行升级换代已经势在必行。

    面对当前的国际金融危机，宽带基础建设成为各国推进经济增长、扩大内需并提高民众就业机会的主要振兴手段之一。我国政府也明确提出，通过下一代互联网建设，大力推动相关应用服务模式创新，加速光纤接入网络建设，带动相关产业链的快速发展。同时，我国政府将下一代互联网、数字电视网与第三代移动通信网络并列作为扩大内需的重大投资方向，预期总投资将超过6000亿元。可以预见，我国的光纤通信产业将面临重大的发展机遇。

我国光电器件水平亟待提高

    完整的光纤通信网络涵盖了3部分，即光纤光缆、光元器件与光系统设备。而光纤通信网络产值的70%左右来自光元器件部分。光元器件又可分为两大类，光有源器件(或光主动器件)和光无源器件。

    光无源器件是指光通信系统中具有一定功能而没有光-电或电-光转换功能的器件。它包括光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等。

    光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏。将电信号转换成光信号的器件主要有半导体激光二极管(LD)。将光信号转换成电信号的器件称为光电检测器，或称为光电二极管(PD)。系统制造商采购光电模块用来制造光传输设备。

光收发模块的制造可分成四个阶段：

    第一阶段是单晶通过MOCVD技术，生长量子结构，再经光刻、镀膜、解理以及测试等工艺，制造激光器和探测器芯片。

    第二阶段是对芯片进行贴装、引线压焊以及封帽来制成TO封装产品，或把芯片装在陶瓷载体上。

    第三阶段是对TO封装产品进行组装、耦合对准以及激光焊接制成同轴发射接收组件、单纤双向或双端口/三端口组件；或对陶瓷载体器件进行组装、耦合对准、激光熔焊以及封帽，制成直插式或蝶形封装组件。

    第四阶段是在组件上加驱动电路、前置放大以及时钟等电路，再写入相关协议程序制成光电收发模块。

    每个阶段的产品均可独立包装销售给下一阶段的厂商，成为下一阶段制造的关键原材料。
 
    光电器件研发生产企业根据其自身的资金和技术能力，生产其中一个阶段或几个阶段的产品。光收发器件是光纤传输系统的心脏，其中的激光器、探测器等芯片又是光发射、接收器件的心脏。光纤通信系统的性能水平、可靠性和成本在很大程度上都由光电器件决定。

    1972年3月，我国相关部门把光纤通信系统及相关光电器件列为国家重点项目。在国家“863”计划中，也把光纤通信系统及关键元器件列为重点项目给予支持。目前，我国华为、中兴、烽火三大光纤通信系统制造商的技术水平已和国际先进水平相当，且拥有成本优势，占全球市场的半壁江山。与此同时，我国在光电器件的研究开发和产业化方面也取得了较大的进步，培育出飞通、WTD等一批光电器件模块制造商。

目前光电器件在国内的发展呈现几个特点：

    一是针对市场上有批量需求的10Gb/s及以下速率的模块产品，我国已掌握批量生产技术，形成批量生产能力。

    二是我国已掌握2.5Gb/s及以下速率的各种组件产品的封装技术，并拥有大批量的生产能力。对于10Gb/s速率的产品组件所采用的封装技术，相关企业正在开发中，相信不久后我国将具有批量生产的能力。

    三是针对2.5Gb/s以下的PD和芯片，我国已实现批量生产，基本能满足快速发展的FTTP的市场需求。除个别企业能自行生产部分1.25Gb/s脊波导F-P激光二极管芯片外，2.5Gb/s及以下速率的LD芯片、APD芯片大部分依赖进口；2.5Gb/s以上的高速器件，调制器全都依赖进口。

开展芯片产业化项目很关键

    我国光纤通信产业需要中国芯。一个项目的成功在于市场、人才和资本三大要素。光电器件是技术密集型和劳动密集型相结合的产业，芯片制造成本主要由人工工资和设备折旧构成。我国劳动力素质高，收入低于欧美，较之欧美国家有较强的成本优势。中国芯有能力去替代进口产品并占领国际市场。

    我国政府一直很重视光电器件的研发工作，多年来通过“863”计划和相关国家重点攻关项目对该领域投入了大量资金。这些资金大部分投向高等院校和研究院所。我国研究所的体制是以论文和成果鉴定来评论投资效果的，因而研究所没有动力促使研究成果的产业化。但是，我国研究所体制多年来为国际光电子专业培养了一大批硕士、博士。已有一批学有专长并拥有在国外光电公司工作经验的专家归国工作。遗憾的是，因种种原因，这些专家分散在不同的单位，没有聚集成一支技术团队。

    芯片是资金密集型的项目，需要上亿元的资金来购买机器设备并建设高标准的超净厂房。目前，业内公司大都是民营中小企业。而且，在这些企业中，目前还没有一家上市企业，所以我们没有足够的资金去实现芯片大批量生产的能力。这也造成了芯片长期依赖进口的被动局面。

    中国光纤通信产业对中国芯有迫切需求，投资芯片产业化项目必将推动我国通信产业登上新台阶。