华工科技量产硅光芯片：这到底是啥？

  ICC讯 近日，在投资者互动平台上，华工科技回复投资者提问时透露，公司400G(40万兆)硅光芯片已实现量产，800G(80万兆)硅光芯片预计今年实现小批量生产。

  至于价格，华工科技称具体产品单价属于非公开信息，无法披露。

  资料显示，华工科技(HGTech)脱胎于中国知名学府华中科技大学，于1999年正式成立，是“中国激光第一股”、中国高校成果产业化的先行者、首批国家创新型企业。

  主营业务包括激光器、激光加工设备及成套设备、激光全息综合防伪标识、激光全息综合防伪烫印箔及包装材料、光器件与光通信模块、光学元器件、电子元器件。

  2021年3月实际控制人由华中科技大学变更为武汉市国资委，目前公司拥有20000多平米的研发、中试基地，在海外设有3个研发中心，产品出口80多个国家和地区。

  硅光技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术，利用基于硅材料的CMOS微电子工艺实现光子器件的集成制备，该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。

  硅光技术将原本分离器件众多的光、电元件缩小集成到至一个独立微芯片中，实现高集成度、低成本、高速光传输。相比较传统的分立器件光模块，硅光子器件集成度更高(不再需要ROSA和TOSA封装)更加适应未来高速流量传输处理需要。与此同时，更紧密的集成方式降低了光模块的封装和制造成本。

  随着全球数据中心流量的爆炸式增长(从2016年的6.8 ZB增长到2021年的20.6ZB)，网络流量每 9-12 个月翻一番，光通信设备每 2-3 年升级一次， “ZB”时代流量增长依旧是ICT行业最原始驱动力。但是，在10nm后硅基CMOS摩尔定律开始失效，传统集成电路、器件提升带宽模式逼近极限。

  相比之下，硅光技术有机结合了成熟微电子和光电子技术，既减小了芯片尺寸，降低成本、功耗、又提高了可靠性，成为“超越摩尔”的新技术路径。面对硅光子技术的确定性发展趋势，海内外巨头公司瞄准硅光赛道收并购频发，科技巨头公司高度重视硅光技术。

  目前，硅光子商业化较为成熟的领域主要在于数据中心、高性能数据交换、长距离互联、5G基础设施等光连接领域，800G及以后硅光模块 性价比较为突出。

  从产业链进展看，全球硅光产业链已经逐渐成熟，从基础研发到商业应用的各个环节均有代表性的企业。

  其中以Intel、思科(Acacia、Luxtera 均被思科收购)、Inphi、Mellanox (已被英伟达收购)为代表的美国企业占据了硅光芯片和模块出货量的大部分，成为业内领头羊。

  国内厂商主要有华为、光迅科技、亨通光电、博创科技、中际旭创、华工科技、新易盛等，虽然国产厂商进入该领域较晚，市场份额相对较小。但是通过近年来在技术上的快速追赶，国产厂与国外厂商在技术上的差距已经是越来越小。

  不过需要指出的是，光迅科技、新易盛、天孚通信、中际旭创、博创科技、华工科技等都从分立光模块市场切入硅光领域，但是传统光模块制造过程中封装工序较为复杂，BOM及人工成本需要投入较多，另外未来采用硅光的光电共封装(CPO)技术预计将会成为主流模式，传统光模块生产制造企业将会受到较大的技术挑战。另外，在硅光芯片研发上相对处于弱势。

  早在2020年2月，华为就在伦敦发布了800G可调超高速光模块。

  据华为介绍，这款产品支持200G-800G速率灵活调节;单纤容量达到48T，对比业界方案高出40%;基于华为信道匹配算法，传输距离相比业界提升20%。

  这款产品被应用在全系列的华为OptiXtrans光传送产品中，是华为光网络顶级竞争力的重要组成部分。

  2020年9月，光迅科技也推出了800G光模块，采用OSFP封装规格，CWDM4波分复用，共计8发8收，采用单波106Gbps的PAM4调制，可以充分满足客户数据中心800G应用要求。

  根据光迅科技2021年年报显示，其100G相干硅光产品虽然实现出货，但出货量不大，处于试水状态。

  400G已在客户端测试，有望在今年下半年形成批量出货，包括传输和数通。800G今年下半年开始给客户送样，预计明年可以形成交付。

  光迅科技拥有从芯片、器件、模块到子系统的垂直集成能力，拥有光芯片、耦合封装、硬件、软件、测试、结构和可靠性七大技术平台，支撑公司有源器件和模块、无源器件和模块产品。

  在光芯片领域，光迅科技拥有较强的自供能力。目前光迅科技的25G DFB有七成可以自供;25G EML内部测试通过，下一步将商用;VCSEL 已成熟可以投入商用。50G EML内部研发基本完成，正在商业化进度。

  2020年12月，中际旭创也推出的800G光模块，包括800G OSFP和QSFP-DD800光模块产品线。

  2021年，中际旭创800G系列光模块完成了向客户的送样、测试和认证，400G硅光芯片fab良率的持续提升，为稳定量产做好了准备;800G硅光芯片也开发成功。

  相干方面，400GZR和200GZR等用于数据中心互联或电信城域网场景的产品已形成小批量生产和出货。

  2021年6月，亨通洛克利科技有限公司也发布了基于EML技术的800G QSFP-DD800 DR8光模块，采用内置驱动器的7nm DSP和COB结构实现800G QSFP-DD800 DR8设计，模块总功耗约为16W。

  亨通洛克利将于今年下半年开放早期客户评估，并计划在2022年下半年实现量产。亨通洛克利还计划在2022年开发基于硅光的800G光模块。

  2021年6月，成都新易盛通信技术股份有限公司也发布了800G光模块系列产品，包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型号。

  800G OSFP光模块已经在800G交换机上进行了测试，显示出良好的性能。

  据2021年年报介绍，新易盛已成功研发出涵盖5G前传、中传、回传的25G、50G、100G、 200G系列光模块产品并实现批量交付，同时是国内少数批量交付运用于数据中心市场的100G、200G、400G高速光模块、掌握高速率光器件芯片封装和光器件封装的企业，并推出800G光模块产品系列组合、基于硅光解决方案的400G光模块产品及400G ZR/ZR 相干光模块。

  华工科技的硅光技术研发主要依托于旗下的光通信业务子公司华工正源。

  据其2021年年报显示，在光通信领域，50G系列传输类产品在国内顶级系统设备商处顺利导入并批量交付，5G光模块巩固前、中、回传市场优势地位;数通产品成功卡位头部互联网厂商资源池，400G全系列光模块已实现批量发货;下一代数据中心领域的高速率800G模块，已于2021年第三季度发布OSFP/QSFP-DD封装形式。

  此外，国内硅光芯片/模块领域还有一些初创企业，比如熹联光芯、奇芯光电、赛勒科技、SiFotonics等。

  未来，硅光子产业将遵循着微电子产业链发展的轨迹，产业链逐渐分化，Fabless商业基础将会初步形成，后续基于硅光的激光雷达、可穿戴设备、AI光子计算等领域会相继爆发。