SiPC 2024 | 第六届硅光产业论坛上午主论坛圆满举办

      ICC讯 正是杜鹃艳丽红，菖蒲酒美清尊共。2024年5月17日，由国家信息光电子创新中心、鹏城实验室主办，ICC讯石承办的第六届硅光产业论坛(SiPC 2024)的在武汉光谷科技会展中心举办。17日上午，大会主论坛圆满结束。会议现场迎来200余家企业的400余位嘉宾出席聆听，交流气氛热烈友好。也特别感谢赞助/支持单位武汉光安伦光电技术有限公司、深圳逍遥科技有限公司、ficonTEC、Newport、武汉驿路通科技股份有限公司、杭州大和热磁电子有限公司、2024中国光谷·光电子信息产业创新发展大会（光电产业大会）和武汉意桐光电科技有限公司对本次硅光论坛的大力支持！本文再回顾精彩的演讲瞬间，领略论坛盛况。

会场一览

国家信息光电子创新中心副董事长马卫东致辞

      大会的致辞由国家信息光电子创新中心副董事长马卫东致辞。马总致辞表示，很高兴参加硅光论坛，也对出席本次论坛的演讲嘉宾和参会嘉宾表示了衷心的感谢和热烈的欢迎。同时也提到硅光技术所具有的大量优势，已被国内外业界视为发展明珠。硅光不仅可以满足AI算力对光模块的爆发式增长需求，还可以满足5G和新兴工业化的新兴工业的培育和发展。近年来，我国已经具备了硅光的业态，硅光已经成为我们变轨超越的新型技术。大力发展光电融合，是加速我们光电子产业率先突破的关键抓手。

      此外，马总还提到国家信息光电子创新中心的最新研发成果，有兴趣的朋友可以私下和马总共同交流更多。

      上午的论坛由鹏城实验室通信光电子技术研究所所长王磊主持。

肖希 国家信息光电子创新中心总经理

      K1  《NOEIC 光电子芯片fabless服务体系和技术进展》

      国家信息光电子创新中心总经理肖希发表了主题为《NOEIC 光电子芯片fabless服务体系和技术进展》的演讲。

算力需求拉动起硅光产业的新一轮增长，这不仅仅是硅光芯片在性能上展现了优势，更多还是拥有CMOS工艺基础和fabless的发展模式所带来的高产能、高品质、低成本的优势。

      NOEIC从成立以来一直在建立和深化fabless硅光体系，目前我们从设计仿真、工艺开发、封装测试等各个环节都在做标准化，已经实现了400G以内的相干光和800G以内数通硅光芯片的产业化，成功突破了1.6T硅光互连芯片、2T芯粒等关键技术。

      NOEIC也希望行业广大用户能够用好创新中心的平台，已支撑了200家单位，获取了400余次订单，解决了一系列先进芯片和器件的功能验证和产业化问题。目前创新中心正在和合作伙伴联合开发12寸硅光、8寸铌酸锂薄膜、8寸氮化硅的PDK。肖总认为硅光新的使命不仅是和其他光子材料PK，而是整合各种材料体系的优势，最终融入集成电路的怀抱，实现真正意义上的光电融合。

张德朝 中国移动研究院基础网络技术研究所副所长

      K2  《超400G全光网关键技术及核心器件发展探讨》

      中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝发表了主题为《超400G全光网关键技术及核心器件发展探讨》的演讲。

      中国移动已经走过算力网络“泛在协同”的重要阶段，正式迈入“融合统一”的发展新阶段，持续构建面向算力网络的基础网络核心技术体系，打造算网融合的全光网络技术创新高地。

      面向算力网络对光网络的新需求，通过四大关键技术举措，推进超大带宽、超低时延、灵活调度和光载智算，构建基于400G高速互联的灵活高效的新型全光网技术架构。400G是复杂的系统性工程难题，中国移动充分发挥技术引领作用，在两年多时间里，快速推动3大关键技术方向攻关，带动形成1条全新400G QPSK超长距技术产业链，基于“3+1”重点举措实现400G代际性技术突破，拉动产业实现器件、模块、设备全面成熟。

      演讲进一步阐述了C6T+L6T ITLA、EDFA、WSS和光模块封装等400G关键器件创新、目前进展及演进方向。面向后400G技术发展，介绍了激光器、放大器、WSS等多波段超800G核心光电器件的现状、挑战与新机遇，并面向智算中心内光网络发展趋势，展望了端口级OXC、高速光模块、片间光互连等光技术在智算中心内的应用发展新前景。此外，面向超万卡智算部署，中国移动已经完成2/10/20/40/60/80/100公里OTN承载分布式智算技术试验，并进一步联合产学研、多专业协同攻关千公里级智算拉远关键技术。希望与产业界在未来共同推动新器件、新放大、新交换等光通信关键技术创新和产品研发。

汪巍 SITRI硅光总监

      K3  《上海工研院硅基光电工艺平台建设》

      SITRI硅光总监汪巍发表了主题为《上海工研院硅基光电工艺平台建设》的演讲。

      近年来，以人工智能（AI）、大数据、物联网等为代表的下一代信息技术迎来了巨大的市场机遇。集成光电子技术作为关键支撑技术，其重要性日益凸显。硅基光电集成技术凭借其对成熟的硅CMOS技术和工艺平台的充分利用，在“超越摩尔”时代带来了前所未有的集成优势。越来越多的国内企业和研究团队投入这一领域，迫切需要自主先进灵活的硅基光电集成工艺平台，加速研发与产业化进程。

      汪总主要介绍了上海工研院（SITRI）硅基光电集成工艺平台成套90nm硅光集成工艺器件库PDK，核心器件性能达到国际先进水平。此外，工研院还依托自身在MEMS工艺方面的独特优势，成功开发出成套厚硅集成工艺，以及成套硅基三五族和硅基铌酸锂异质集成工艺，可以为实现更高集成度和更高速率的通信与计算提供平台支撑。

唐琦 光安伦董事长

      K4  《硅光光芯片技术发展和探讨》

      光安伦董事长唐琦发表了主题为《硅光光芯片技术发展和探讨》的演讲。硅光发展历程及主要应用场景的探讨，硅光技术路径的研究及关键材料、器件特性的分析。基于硅光集成方案，InP基化合物材料及器件的应用和技术发展的研究及讨论，光安伦公司基于硅光应用的系列产品技术和长期发展趋势的研讨。

      唐总提到，光安伦以前的背景是基于InP的，现在发展到基于硅光了。唐总提到后面的三到五年是各种材料包括技术方案的融合期，但是产品化所需要的应用场景的挑战也很大，细化到产品的成本和功耗来看的话，整个产业链面临的挑战还是很大的。

李科 鹏城实验室副研究员

      K5  《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel siliconphotonics modulatordriver combination》

      鹏城实验室副研究员李科发表了主题为《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel silicon photonics modulatordriver combination》的演讲，介绍了光电集成高波特率硅光发射机的科研进展。提到了利用电光调制的过程 进行信号成形的技术方案。把过去在 电域进行的高波特率信号处理过程（信号均衡）部分迁移到电光调制过程中。

      依托鹏城实验室的光电测试平台和是德科技的新一代测试设备，测得到了182G波特率光电集成发射机的结果。

      同时李科研究员还展示了154G 波特率（308Gbps PAM-4）的传输成果，以及在112G PAM-4 速率下，电域信号均衡和光域信号均衡的性能对比。

      李科研究员认为200G+波特率硅光发射机近在眼前。对于器件来说，带宽和速率都是容易做的事情，而真正难做的是光的插损和DSP，包括热的控制和功耗效率的控制。

      未来的硅光发射机的设计思路会有很大的改变， 电Driver 或许以后不再是经典的放大器，调制器会和电芯片进行深度的光电融合设计。信号成形会在电域/光域等每一个环节中都有不同形式的体现。

张贺 中国联通 高速传送与承载技术研究室主任

      K6  《算力网络光电互联趋势与挑战》

      中国联通研究院基础网络技术研究部传输室主任张贺发表了主题为《算力网络光电互联趋势与挑战》的演讲。

      张主任提到新型数据中心算力发展的计划要求，面临新的五大挑战。与传统数据中心相比，新型数据中心具有高带宽、高算力、高能效，高安全等特征，在数字化日益普及的今日，新型数据中心能更好支撑新一代信息技术力速创新，加快推动制造强国和网络强国建设。

      高带宽挑战

      * 接入交换机单端口速率将从10G/25G向25G/100G过渡

      * 汇聚交换机单端口速率将从40G/100G向100G/200G扩容

      * 数据中心间出口路由器则会持续向400G/800G，甚至1.6T演进实时数据传输和处理需求以及训练过程的高效，需要端到端ms级时延低时延挑战

      * 实时数据传输和处理需求以及训练过程的高效，需要端到端ms级时延

      * 分解到端侧、交换节点的时延要求进一步提升

      * 主流交换技术的极限为ns级，结合缓存、调度，节点间us级切换已属不易

      能耗挑战

      * Google公司的数据中心机房PUE年平均值达到1.21，HP公司的新一代数据中心体验中心机房夏季PUE值可以达到1.6~1.7

      * 我国与世界先进数据中心机房的能耗水平还存在差距

      分布式计算挑战

      * 大规模的深度学习模型的训练和推理通常需要分布式计算资源， 及多台服务器的协同工作

      * 数据中心网络需要支持分布式计算框架，使各个节点之间能够高效地进行通信和数据交换

      智能管理挑战

      * 大模型和智算对资源的灵活配置和利用率的最大化提出了要求

      * 数据中心组网正朝着网络虚拟化和软件定义的方向发展，以实现更高的灵活性和可管理性对于可扩展性和可重构性，以现在超算中心的基本配置来看，一个架顶交换机下挂10个服务器，每个服务器含有8张100G出口的GPU单元，而一个机架集群至少含有上百个机柜，按100个来计算，总出口容量将达到800Tb。这种规模的节点需要数据中心组网具备弹性和可扩展性。

      网络架构和资源配置应能够根据需求进行自动调整和适应，以满足不同规模和复杂度的计算任务。

      演讲还对比了三大商用光电融合交换方案：

      1.谷歌的交换技术方案

      ·Google 在建设数据中心过程中，由于在部署规模、灵活性、模块化部署、安全性、功耗和性能等方面有更高要求，传统电交换不满足相关的互联需求，因此引入了 OCS形成新的解决方案

      ·与传统Infiniband交换机方案相比，OCS方案成本更低，功耗更低，部署更快，其中OCS和其他光学组件的成本在系統总成本的占比低于5%，功耗占比低于3%

      ·目前OCS在Google基础设施中主要有Jupiter数据中心和TPU数据中心两大应用场景，其中后者为专注于AI算力的数据中心

      2.H+S Polatis的交叉矩阵

      ·Polatis迄今已推出H+S Polatis 6000/7000系列全光交换机等多款商用产品，最大可支持576x576光纤端口

      ·基于DirectLight的OCS方案可以实现可靠的远强选择性路由、在线性能监控和目动保护等

      3.英伟达的GPU光互联方案

      ·随着GPU间带宽的急剧增长，电互联距离急剧降低，同时噪声会越来越大从而影响信号传输质量，英伟达认为硅光互联是GPU的互联目标架构

      ·每个光引擎有24根光纤，单纤速率200Gb/5，总共4.8 Tb/S的速率。每个GPU都有一对这样的接口，为它提供进出NVSwitch结构的双向带宽

      ·因此，具有6个光引擎的NVSwitch的原始速率为28.8 Tb/S，在去掉编码开销后的速率为25.6 Tb/s

      ·同时，英伟达曝光基于CPO方案的CPU架构可以将点对点的GPU互联时延降低24.91%。中国联通与北邮联合研发基于可调谐激光器和AWGR的OPS/OBS混合交换方案，能够有效进行流控制和分类转发，目标应用数据中心内机架间互联场景。

陈昇祐 逍遥科技CTO

      K7  《面向高速光互连和光I/O的集成光电子设计自动化》

      逍遥科技CTO陈昇祐发表了主题为《面向高速光互连和光I/O的集成光电子设计自动化》的演讲。

      在不断发展的光通信领域，光电系统的设计和开发变得越来越复杂。要驾驭元件、电路和系统级考虑因素之间错综复杂的相互作用，需要强大统一的工作流程。陈总表示，逍遥科技的PIC Studio工具套件为简化这一流程提供了全面的解决方案，使工程师能够从元件级设计无缝过渡到系统级仿真和优化。

      逍遥科技推出的PIC Studio光电全流程解决方案，涵盖从芯片到模块到系统的整条产业链。

      其中Fab PDK紧凑模型支持，PIC Studio支持构建Fab PDK的器件紧凑模型库，对链路设计提供更贴近实际的仿真结构，辅助用户更高效的进行设计迭代。

      1.导入器件紧凑模型库后，支持PhotoCAD绘版之后调用pSim链路仿真引擎进行后仿真。后仿真结果考虑了波导布线上的相移和损耗，结果更详细，帮助用户更好的检查版圈链路功能。

      2.与Fab实测数据结合构建的紧凑模型，器件性能数据更加真实，链路结果的反馈也能帮助用户更好的预测最终实验结果。

      3. pSim Plus 基于原来pSim 的操作环境面向片间和系统仿真，集成了单模/多模光纤、光电融合仿真、数字信号处理以及与 Python 和 MATLAB 的联合仿真等模块。

      更多免费软件的试用信息，也欢迎关注逍遥科技私信联系。

龚雅栋 中国电信研究院传输网络研究中心副总监

      K8  《面向智算网络的光网络技术发展与需求》

      中国电信研究院传输网络研究中心副总监、高级工程师龚雅栋发表了主题为《面向智算网络的光网络技术发展与需求》的演讲。

      面对智算互联网络对光网络承载的大带宽、低时延、高可靠等方面需求，分析光网络在智算互联网络承载方面的能力和面临挑战，包括超高单波速率、多波段和新型光纤光传输系统、DC内光模块、高可靠保护等关键技术发展和示范成果。

      大模型时代算力需求指数级增长，英伟达预测未来十年每年算力供给增长4倍，围绕大模型的算力供给成为新一轮“军备竞赛”。

      中国电信也在践行全光2.0理念，助力实现高品质智算互联网络。中国电信推进“云网融合”发展战略，提出并践行“全光网2.0”理念，为云网融合提供坚实的全光网络底座，助力实现大带宽、低时延、高可靠和易运维的高品质智算互联网络。

      而交换容量翻倍也在进短距光摸块速率迈向800G时代。龚总提到 随着交换芯片容量来到51.2T，800G光模块开始崭露头角，1.6T/3.2T光模块成为下一代热点。面对超高速光模块大规模部署应用，成本和功耗问题日益显著，营造绿色、低碳的数据中心势在必行。

      结语

      五月榴花妖艳烘，绿杨带雨垂垂重。再次感谢参会嘉宾的到场支持，也特别感谢赞助/支持单位武汉光安伦光电技术有限公司、深圳逍遥科技有限公司、ficonTEC、Newport、武汉驿路通科技股份有限公司、杭州大和热磁电子有限公司、2024中国光谷·光电子信息产业创新发展大会（光电产业大会）和武汉意桐光电科技有限公司对本次硅光论坛的大力支持！也欢迎关注5月18日的ICC讯石首届光电狂欢节，更多库存信息分享我们现场再见。