互联网资讯 / 手机数码 · 2024年2月6日 0

光芯片迈入黄金时代

曾在与电子芯片竞争中落后的光子芯片,正在崛起。

近段时间以来,英特尔和英伟达投资AyaR Labs,华为入股微源光子及长光华芯,格芯推出新硅光子技术,新思科技成立OpenLight公司等等,头部大厂一系列举动都正在将行业目光聚焦到光芯片赛道。

随着5G、AIoT、云计算等各项应用的逐步落地,对数据传输提出了更高的要求。与此同时,数据中心光电转换必需的器件光模块迎来了爆发式增长。有数据统计,在多平面网络架构下的,新一代数据中心对光模块的需求量增加了65倍。

LightCounting的预测显示,全球光模块的市场规模将在未来5年以CAGR 14%保持增长,预计2026年达到176亿美元。

光芯片迈入黄金时代

光芯片迈入黄金时代

其中,光芯片的性能直接决定光模块的传输速率,是产业链核心之一。以光通信产业链为例,光芯片位于整个产业链的顶端,占据光模块成本的50%以上,是整个光通讯产业链条中技术最复杂、价值最高的环节。

光芯片迈入黄金时代

半个世纪以来,微电子技术大致遵循着摩尔定律快速发展,随着信息技术的不断拓宽和深入,芯片的工艺制程已减小到5nM以下,但由此带来的串扰、发热和高功耗问题愈发成为微电子技术难以解决的瓶颈。

同时,在现有冯诺依曼计算系统采用存储和运算分离的架构下,存在存储墙与功耗墙瓶颈,严重制约系统算力和能效的提升。此外,处理器与内存之间、处理器与处理器之间信息交互的速度严重滞后于处理器计算速度,访存与I/O瓶颈导致处理器计算性能有时只能发挥出10%,这对计算发展形成了极大制约。

电子芯片的发展逼近摩尔定律极限,继续在电子计算技术范式上寻求突破口步履维艰。在面向后摩尔时代的潜在颠覆性技术里,光芯片已进入人们的视野。

光芯片,一般是由化合物半导体材料所制造,通过内部能级跃迁过程伴随的光子的产生和吸收,进而实现光电信号的相互转换。

微电子芯片采用电流信号来作为信息的载体,而光子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成电路或电互联技术,光芯片展现出了更低的传输损耗、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。

此外,光互联还可以通过使用多种复用方式来提高传输媒质内的通信容量。因此,建立在集成光路基础上的片上光互联被认为是一种极具潜力的技术,能够有效突破传统集成电路物理极限上的瓶颈。

光芯片迈入黄金时代

光芯片迈入黄金时代

高速数据处理和传输构成了现代计算系统的两大支柱,而光芯片将信息和传输和计算提供一个重要的连接平台,可以大幅降低信息连接所需的成本、复杂性和功率损耗。随着光芯片技术的发展迭代,大型云计算厂商和一些企业客户的需求都在从100G过渡到400G,400GbE的数据通信模块出货量翻了一倍,在2021年达到创纪录的水平。

由此可见,光器件行业整个产业链都在持续向满足更高速率、更低功耗、更低成本等方向演进升级,800G及更高速率产品也逐渐开始使用,不同细分领域都面临新技术的迭代和升级。