剖析光子芯片:国内的水平与世界的先进水平差距

从光通信系统的设备层面,华为、中兴等中国厂商已经处于领先地位。但是这一地位不仅仅是指市场份额,还包括在线路侧的高速电路设计、光模块设计、软判决算法等各方面技术实力,以及对下游产业链的掌控。根据世界电信产业界富有权威性的中立咨询顾问公司Ovum的报告指出:2013年的100G市场,华为以31%的份额,处于绝对领先的位置。但是,下游的光器件以及光子芯片,是否也能够跟紧随其后?这个问题值得思考。 光子芯片是光模块的心脏,也是整个光通信系统的核心。光子芯片的实力,代表着一个国家、一个公司的光通信技术水平。因此,当业界引以为豪“光通信是中国高新技术与世界先进水平差距最小的领域之一”时,我们有必要审慎的分析这句话。 第一、绝对领先位置的距离还在不断拉大 研制光模块的步骤: 一个光模块的制造可以分多个步骤,从芯片到TO到器件再到模块。每一步又可以细分,核心的光芯片包括外延生长、光刻、镀膜、解理、测试等众多环节。评价其技术实力,可以从光子芯片和光模块来看,而光子芯片更能代表核心的技术。 光模块的速率以及市场状况:从光模块看,目前市场主流的高端光模块速率为100Gbps,同时400G和1T光模块也在研发或预研中。100G光模块,包括长距离和短距离,目前主要的供应商包括国外的Finisar、 JDSU、Oclaro、Fujitsu、Sumitomo等器件厂商,思科收购Lightwire后能够自供。在国内,目前只有华为旗下的海思(Hisilicom)掌握了核心技术,并可以自己供货。但海思主要定位给华为服务,整个行业欠缺“中国芯。” 目前光迅科技、捷沃光通等中国器件商已经能够小批量供货,还无法实现长距离。更多的厂商虽然推出了100G产品,大多还处在样品测试阶段。而国外400G CDFP MSA在今年已经成立,发起方包括Avago、 Brocade、IBM、 JDSU、 Juniper、Molex和TE Connectivity,后续加入的厂商包括FCI、Finisar、华为、Inphi、Mellanox、Oclaro、 Semtech和Yamaichi。 国内光子芯片的核心技术问题:从光子芯片层面,国际上主流大厂商已经通过自主研发和收购,掌握了 100G光模块核心芯片技术,而国内除了华为海思外,应该来说还停留在10G水平,且无法完全掌握。由于光子芯片作为基础性产业更需要长期投入,可想而知中国厂商在短期内追上的难度非常大,与国外厂商的相对距离虽然在缩小,绝对距离还在拉大。 是否有可能收购国外的100G高速芯片开发商?这对国外厂商来说真不是问题,例如思科收购Lightwire、Finisar收购u2T、NeoPhotonics收购LAPIS光器件业务。但对中国厂商来说就非常困难了,因为高速光芯片开发商主要来自美国和日本,对中国公司十分敏感。反而是这些大厂商收购后,有些就掐断了对中国光模块制造商的芯片供应,导致不可测的风险。 第二、光子集成雾里看花 光子芯片以及光通信系统要解决成本、尺寸、功耗等问题,下一步是光子集成。目前有很多种集成技术,包括基于PLC的集成(最成熟),基于InP的集成(以Infinera为代表),基于硅光子的集成(最热门)。有专业人士认为,解决光器件价格瓶颈的关键在于硅光子集成。事实上,最近几年,硅光子都是光通信产业界讨论的热点。 虽然硅光子还面临很多技术瓶颈,但在整个产业界的向心力下,正在被一个一个的克服,产业界对硅光子大规模商用也抱有极大的信心。尤其是数据中心的短距离应用,让硅光子找到了最合适的用武之地。数据中心的巨大潜力,以及英特尔等厂商的大力推动,促使硅光子的研发进程进一步加速。 Ovum光通信首席分析师Daryl Inniss建议中国厂商发展硅光子技术。1、投入成本相对较低,2、也容易收购公司或技术。例如华为已经在欧洲进行了几起收购,并借助收购和欧洲的相关研究机构取得了大连,进一步加强了硅光子基础研究的实力。 但对大多数中国器件商难说,这种策略显得有些遥远。1、中国厂商在光子集成上严重缺乏积累,即使在相对友好的欧洲能够找到合适的收购标的,也难以消化其技术,更遑论做进一步的研究。2、硅光子的研究也是一个漫长的过程,难以立即获得回报,这并不符合中国的“国情”。 基于中国目前的产业基础,我们迫切希望光子芯片能获得国家相应的重视,加大对基础研究生态环境的构建。此外,要想掌握光通信芯片层面的核心技术,不管是中国的产业环境,还是技术积累,都还有很长的路要走,而且还需要持续性投入重金做基础研发工作。
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