[图]向单片集成收发器演进

　
  　二十世纪七十年代，光收发器刚出现的时候，是由分立的器件和部件组成的。而在过去的二、三十年中，由于有源和无源集成电路技术发展迅猛，产品数量和应用都有了可观的增长，光纤收发器也慢慢演进成为由集成电路主导的混合型器件。虽然化合物半导体技术应该依然会在可预见的未来占据光发射机的市场。不过Intel最近发布消息称他们正在研发（和转产）单片集成收发器，并预言这种单片集成器件将会成为第三代光收发器。

　　为了便于分析，ElectroniCast为几个名词作了定义。单片集成收发器是一个单片集成光发射器或光接收器芯片（发射器或接收器放置在芯片中），非集成电路的器件和部件的数量要少于10%，发射机和接收机可以独立封装也可以组合封装。如果收发器中使用了10%到90%的光学器件和部件则被定义为混合型收发器。基于分立电路的收发器（本文暂不讨论这种收发器）则只使用不到10%的集成电路。在过去的十年中，混合型收发器的份额显著增长，这已成为一个强劲的趋势。

　　ElectroniCast预测全球基于光学集成电路（PIC）的混合型收发器市场销售额将从去年的4.56亿美元增长到2009年的15.4亿美元，到2014年将会进一步增长到53.9亿美元，这里不包括分立电路收发器。这些收发器首先会在北美市场热卖，2009年，北美将占据全球市场的37%，预计到2014年将会进一步扩大到45%，而欧洲也将在09年占到总市场份额的37%。
收发器从分立演进到混合进而到单片集成，降低成本、缩小体积以及便于标准化的目标是主要的驱动力。和分立电路收发器相比，更高的集成度会降低在国外组装和测试的成本优势，不过在国外生产集成电路产品目前仍然占主流。

　　基于PIC的收发器将主要用于近距离传输。如计算机、服务器和交换机等设备的内部光纤连接，以及汽车、飞机等交通工具内部的短距离光纤连接等。这些应用对于链路数量和链路速率的要求增长迅速，虽然过去十年里，铜线厂商们在链路速率和传输距离上取得了显著的提升，但是现在绝大多数的主要设备供应商还是更看中光纤，而光纤链路单位成本的不断降低更加坚定了设备商的选择。



　　 表1 光学集成转发器/接收机全球各应用市场销售额

　　通信设备和网络将会是基于PIC的收发器的主要市场，如表1所示，到2009年它将会占有28%的市场份额（4.26亿美元）。不过，虽然军事和航空应用中的需求量没有通信应用大，但是由于要针对恶劣环境做特殊设计，生产规模小，加上一些其它原因，具有专门功能的收发器的单价要比通信应用中高得多。全球军事和航空光纤收发器市场将会以每年高于30%的速度增长，到2014年，达到23%的市场份额（12.4亿美元），将在这部分市场上出现的多半是与关键的防御系统相关的高品质产品。

　　单片集成收发器时代的到来

　　ElectroniCast预计基于单片集成电路的100Mbps和1Gbps收发器会在2007-2008年少量面市。预计到2014年单片集成100Mbps收发器的全球消费量将达到840万只，平均价格为7.43美元。到那个时候单片集成收发器的全球销售总额将会超过混合型收发器，占到58%的市场份额（31.2亿美元），详见表2。

　　

　　 表2 光学集成转发器/接收机全球各电路类型市场销售额

　　虽然现在使用单片集成收发器处理10吉比特甚至40吉比特信号在技术上都是可行的，但是目前这种器件的成本要比使用多个分立芯片完成相同功能高出10倍多。不过在未来十年，随着对容量的需求增大，这些高速率单片集成收发器也会逐渐得到商用。从分立到混合到单片集成，这条演进之路上最主要的推动力量始终是成本，电子产品如此，光学产品亦然。至于对体积和其它的因素的考虑都在其次。


作者：Jeff D. Montgomery　摘自：光波通信