【華創(chuàng)通信】硅光行業(yè)發(fā)展趨勢電話會議

  Iccsz訊 華創(chuàng)通信1月11日在硅光行業(yè)發(fā)展趨勢電話會議中采訪NeoPhotonics新飛通中國區(qū)高管周炆杰，了解硅光子發(fā)展動態(tài)。

  主要結(jié)論

  1、硅光仍然是光通信乃至未來所有光子時代的主流技術趨勢，這個方向不會發(fā)生變化。

  2、技術路線上：不斷的清晰，Intel將為了其光子計算機的夢想而繼續(xù)鉆研硅基摻鍺的自發(fā)光光源技術并作為附產(chǎn)品時而在光通信領域掀起一陣一陣的漣漪;Luxtura憑借其多年積累的硅光MZ調(diào)制技術將繼續(xù)領跑1310nm短距離(2km以內(nèi))的數(shù)據(jù)中心市場。

  3、Mellanox停止對1550nm硅光技術的投入恰恰是硅光技術在光通信行業(yè)走向成熟的標志，他過去選擇的MZ方式技術問題缺陷。

  主持人發(fā)言：華創(chuàng)通信首席分析師 束海峰

  非常榮幸邀請到對硅光非常了解的周總，分享硅光的進展，和未來光模塊、光器件的趨勢，光模塊確實是我們2018-2019年，甚至5G來了以后2021年持續(xù)看好的方向，這兩年數(shù)據(jù)中心光模塊需求量持續(xù)高速增長，海外幾大互聯(lián)網(wǎng)巨頭在這方面開支不斷加大，國內(nèi)BAT的數(shù)據(jù)中心市場在不斷起步，在2020年5G啟動之后，整個基站側(cè)光模塊我們預期也會有較大增長。

  光模塊行業(yè)從過去的重封裝測試未來偏向集成電路或者硅光技術演進，技術上的變化會有可能帶來行業(yè)較大的變革，也是最近資本市場關注的熱點，最近美國硅光的領先玩家Mellanox最近公布了一個新聞，發(fā)布了對他硅光的技術演進的一個宗旨，資本市場上引起較大關注，具體什么樣的情況和進展，請周總簡單分享一下。

  專家解析：NeoPhotonics新飛通中國區(qū)高管

  今天重點圍繞Mellanox的事件做一個交流。首先，什么叫硅光?目前包括旭創(chuàng)、AAOI等傳統(tǒng)公司，現(xiàn)在提供的光模塊產(chǎn)品叫做分布式光模塊，里面從激光器或者接收器的芯片開始，里面有很多種封裝步驟，都是分立式的一級一級的，在一級一級里面又很多不同的工藝、材料等，分立式光模塊在未來成本會受到很大壓力，成本壓力很大一部分是來自于封裝材料、測試成本、人力成本，這三塊成本遠遠超過現(xiàn)在光模塊芯片成本。

  在此背景下，硅光技術應運而生，硅光就是IC技術往光方面進行延伸，從歷史的發(fā)展演進來說，以Intel為主，他發(fā)現(xiàn)認為IC技術已經(jīng)接近成熟，需要新的領域來擴張他硅基半導體的市場，所以就瞄準光，在他帶動下，很多公司加入硅光行業(yè)，其實硅光這個技術簡單來說就是用硅這種材料來實現(xiàn)剛才說的光模塊里面的最主要的單元，好處和當時IC出來的好處是一樣的，舉例，現(xiàn)在的模塊里面硅光芯片就一塊，在這一塊里面處理激光器需要外批以外，其他的像調(diào)制器和接收機其實一個芯片就搞定了，硅光最大的特點就是集成化，第一省去封裝上面很多成本，整個封裝工藝簡單化，進一步降低封裝工藝成本，硅光從特性來說，對分布式光模塊產(chǎn)生非常大的沖擊。之前幾年里面，硅光研究主要在性能、良率的提升上面，在過去幾年過程中，很多人質(zhì)疑，很正常，硅光技術的里程碑事件是去年8月份美國的亞馬遜在2公里以內(nèi)的招標里面，把將近200萬只40%的份額分到Intel和luxtera，原來幾乎都是像AAOI和旭創(chuàng)獨占，既然可以量產(chǎn)了，之前對于硅光的懷疑全部都抵消了，個人對硅光是抱有支持態(tài)度，我認為硅光是未來的趨勢，這種趨勢是不能改變的。

  回到Mellanox的事情，Mellanox剛剛宣布停止了1550nm硅光的研究或者投入，這個也是昨天從媒體里面看到的消息，當時并不覺得驚訝，因為在2015年的時候，我和Mellanox時FA的director，和他聊的時候，我就指出了Mellanox當時是基于的硅光技術，就是原來Kotura硅光技術的短處，在13年或者14年的時候，Kotura的硅光技術是不足以支撐到未來的，所以我當時我覺得很正常，后來發(fā)現(xiàn)業(yè)界引發(fā)出來的結(jié)論是，對整個硅光進行否定，所以這個時候我就寫了一篇博文，其實這個文章很多人看到，這個文章就是說，硅光這個技術從硅爬到光這里來的時候，就像當時的IC走向ID，畢竟剛開始，有各種不同的技術，后來不斷隨著這個技術的演進，隨著優(yōu)勝劣汰，會淘汰過時的技術，最后有競爭力的能夠代表未來的技術就會留下來，Mellanox這次事件其實就是這么一個過程，這就是硅光技術走向成熟的過程。

  具體來說就是，對于硅光技術來說，光模塊里面最重要的幾個單元，第一個激光器，我說的激光器完全就是發(fā)光，沒有任何調(diào)制功能，純粹意義上的激光器;第二是調(diào)制器，調(diào)制器作用就是光電轉(zhuǎn)換，把激光器變成光子信號;第三個是接收機。當然和調(diào)制器配套的還有驅(qū)動器，但是對光來說，最重要還是這三大部件，激光器硅光暫時做不了，Intel現(xiàn)在還在攻克，我相信五年之后就會使用硅機摻雜的方式，實現(xiàn)在硅的硅殼上直接發(fā)光，但目前光源還是外貼的。先拋開這一點，對硅光來說，技術上最難的不是后端接收這塊，而是調(diào)制器，最重要的就是調(diào)制器，調(diào)制器的水平代表硅光技術領域的水平，那么回頭去看目前或以前幾家硅光公司，Luxtura，還有被Cisco收購的Lightware，還有Intel等，這些公司在當初選擇硅光的時候，選擇了MZ方式，他這種方式有個優(yōu)點是帶寬很寬，可以和激光器匹配，唯獨只有Kotura他選擇了EA，EA就是電吸收，這種調(diào)制作用的原理就是，就是材料放在那里，一加電壓，在電壓的作用下，馬上材料就會把光吸收，吸收得很厲害，吸收到20個db，30db個以上，這樣光一下子就變得很弱，原理就是這個材料在光的波長上，有個吸收邊，就是吸收曲線在所需要的波長附近突然銳減，這就是電吸收的模式，只有Kotura一家公司是EA這種模式，現(xiàn)在看到的業(yè)內(nèi)很多，包括我們公司就用的這種方式。這種方式從物理限制上來說，本身不適合做可調(diào)波長的激光器，如果激光器可以做可調(diào)波長的，這時候調(diào)制器要想同樣做到可調(diào)就很難，這是關于調(diào)制器本身。

  為什么說這次Mellanox選擇拋棄的1550這個波段的硅光，其實在光通信里面，原來10G的光器件的解決方案都有，上到100G以后，甚至到400G，整個光通信領域的技術都匯集到主流技術，其他的都慢慢被淘汰，具體說來這里面，去了解一家光器件公司的能力的時候，只要看兩個光指標，第一速度，多少速率的;第二距離，現(xiàn)在100G以上的，從距離上面攻其實很簡單，兩公里以內(nèi)，就是數(shù)據(jù)中心，10公里幾乎是電信的或者大的數(shù)據(jù)中心的，40公里以上幾乎都是相干。有了這三個點，40公里已經(jīng)并到80公里去了，80公里以上幾乎都是用波分的方案，100G或400G以上，如果選擇波分，波長就必須是1550。既然是DWDM，100G里面幾乎是采用可調(diào)波長，可調(diào)激光器，再加相干，再加1550。在1550可調(diào)的大背景下EML肯定不行的，別說100G以上，10G都不能實現(xiàn)可調(diào)，這就是為什么EA這種調(diào)節(jié)方式不可能用在80公里以上，可能10公里就是他的菜，主要用在2公里以內(nèi)，2公里以內(nèi)現(xiàn)在幾乎所有的方案都是用1310這個波段，這也是為什么Mellanox砍掉1550，其實這是明智的，因為1550就是長途，80 公里以上，意味著可調(diào)波長，波分，EML在這個肯定不行的，但是如果你仔細去解讀這Mellanox話，并沒有說把1310砍掉，包括硅光也是。

  回到1310的2公里的方案，如果是傳統(tǒng)的分立式器件，一般有兩種，一種是直橋的，一種分立式的，第三種是硅光，硅光大的1310里的，又分三個技術派，一種是PSM4，早期是100G傳過來的，現(xiàn)在都已經(jīng)到了400G時代的時候，考慮到2公里的范圍，已經(jīng)考慮到從PSM4遷移到PAMM4，也就是用硅，這個和現(xiàn)在的調(diào)制方式都是一樣的，硅的特點是集成，調(diào)制的方式是分立，就這么一個區(qū)別。

  所以在這個背景下，Mellanox與大家都不同的EA的技術，實際上，他這個方案像現(xiàn)在的EML，EML他目前只能用在1310，還有個VOA這個產(chǎn)品用電吸收還是可以的，所以這就是這個故事的解讀，從這個里面可以看出來，經(jīng)過這個事情以后，這個事情消除了硅光技術的雜音，慢慢向主流靠攏，主流就是MZ的調(diào)節(jié)方式，Mellanox1310還是依賴于原來的Kotura話，他在1310這塊還能吃一兩年飯，但是未來我相信硅光更有發(fā)展的，所以硅光的技術首先不僅是光通信，還是瞄向未來光代替電的整個過程，其實大家可以去看2013年美國白宮發(fā)的白皮書，光通信只是開始，接下來才會慢慢進入包括傳感，消費品領域，必須要用集成的模式，才能實現(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)。

      Q＆A

  Q：硅光現(xiàn)在大家已經(jīng)看到了亞馬遜的數(shù)據(jù)中心里面，是有小批量量產(chǎn)，能根據(jù)什么樣的指標，知道硅光什么時候成熟?

  答：2019年。因為現(xiàn)在高速領域，不光靠光，還要靠電，電這方面主要靠DSP,考慮功耗的原因，有的采用7nm，有的采用16nm，都需要新一代功率的更新才能達到低功耗，這一切都得到19年以后，才會出新一代的DSP芯片來支持下一代高速光速模塊，硅光也不例外，也需要DSP,所以問題不在硅。

  Q：現(xiàn)在從數(shù)據(jù)中心開始普及嗎?再慢慢走向電信市場，就是5G這一塊是不是有這樣的趨勢?

  答：首先硅最大的優(yōu)勢就是量大的地方，數(shù)據(jù)中心是鐵定的，明顯的一個量大的市場，而且數(shù)據(jù)中心內(nèi)部量大，而且指標相對較弱，更適合新技術的引進，硅光肯定會在19年，包括阿里、亞馬遜等，19年以后升級到400G，在這個大背景下，硅光會有很大作用。在無線這塊，我并不是十分看好硅光，因為無線屬于電信級的產(chǎn)品，電信級的產(chǎn)品需要可靠性，可靠性對硅光有點過于要求。不是說硅光可靠性不行，硅光畢竟是新東西，電信總是需要硅光成熟應用那么幾年才會用它，這是一種觀念上的偏好。第二，電信商的應用距離基本都是在10公里以上。從距離上看，硅光目前的技術100G、400G，硅光的技術帶動還是挺累的，5G短期內(nèi)應用硅光的可能性不大。2020年，中國號稱5G會上來，我個人認為5G是不是真的像預測的那么多，這是個大問號，其實現(xiàn)在5G的發(fā)展很大程度受到國家宏觀層面經(jīng)濟的拉動作用，而不是真正的需求。

  Q：但是5G可能是從2020年開始是比較漫長的過程?

  答：對，我的意思是5G的成長過程并不取決于用戶用的爽不爽，而是國家GDP需要增加多少，來拿多少5G來拉動。

  Q：介紹一下未來可能的硅光調(diào)制器技術，用到的材料是什么?

  答：硅光的核心是調(diào)制器，整體來說在Mellanox之前提出兩種，一種是EA還有一種叫馬赫-曾德爾(MZ)，這是調(diào)制結(jié)構(gòu)，經(jīng)過這個篩選以后，這個行業(yè)會越來越集中，都用馬赫-曾德爾(MZ)這種調(diào)制技術會成為未來的趨勢。材料會以硅為主，但是為了增加調(diào)制的速度，可能會摻雜一些其他的元素，現(xiàn)在可選擇的就是摻雜鍺，所謂的硅鍺工藝。

  Q：17年亞馬遜把40%的光模塊分到了另外一家，那是不是在數(shù)據(jù)中心這一塊硅光光模塊會不會對旭創(chuàng)和AOI傳統(tǒng)光模塊造成很大的沖擊?現(xiàn)在旭創(chuàng)和AOI很大的競爭優(yōu)勢就是現(xiàn)有的光模塊里面做封裝，他們的競爭壁壘就是在這塊，如果后期用硅光，封裝可能會簡單很多，是不是可以這么理解?

  答：趨勢上說是這樣，但是實際在發(fā)展過程中還是要看個人努力因素，所以實際替代有多快，不僅是大方向，時間上是還是看不清楚。我們也不能忽略傳統(tǒng)的，因為比如這次招標大家沒有想到下手這么猛，這也是一個相互PK 的過程，現(xiàn)在就是最重要的是接下來Facebook和其他數(shù)據(jù)中心在招標的時候，硅光份額是擴大還是減少了，招標硅光份額變化趨勢可以說明很多問題的。

  Q：下游客戶要用，性能上沒有很大差別吧?

  答：如果是500米是沒有很大差別的。

  Q：成本端現(xiàn)在是什么樣的情況?硅光規(guī)模上來，成本會下降嗎?

  答：是的，會下降。硅的特性在于規(guī)模上升，成本越低。都是相對而言的。

  Q：100G里面，這兩種技術路線的成本大概是怎么樣的情況，是不是算打平了，后面400G硅光的這塊的優(yōu)勢會不會更加明顯?

  答：成本因人而異，我個人認為，從理論成本上來說硅光成本會降低，硅光的成本強烈以來于量，它屬于量變化的非?？斓?。

  Q：做硅光模塊的，現(xiàn)在除了Intel，還有另外一家公司是?

  答：Luxtura。

  Q：還有硅光做的上量出貨的公司嗎?

  答：短距離只有Intel和Luxtura兩家了。

  Q：長距離有誰做?

  答：只有Acacia一家。

  Q：像intel本身的優(yōu)勢在數(shù)據(jù)中心，可能在電信領域往后發(fā)展速度會慢一點嗎?

  答：不是，Intel主要在光子計算機，所以長距離就是跟Acacia正好撞上了。

  Q：怎么看Acacia在長距離硅光這塊的趨勢?

  答：不會有很大發(fā)展空間，因為硅光在長距離這塊的性能目前還有點早熟、催熟的狀態(tài)，靠這一家公司我認為技術進步是很難的，所以傳統(tǒng)成本降下來，性能肯定是會非常好的。Acacia原來是賣光模塊的，現(xiàn)在也賣光器件了，如果他真的效益好，干嘛要賣光器件?從外部宏觀角度來說，可以感受到這個狀況。

  Q：價格這方面，硅光技術的利用對100G光模塊會有什么沖擊?

  答：成本包括，材料成本還包括人員成本，很大一部分是良率，良率變化對成本的影響非常大，外部成本是高還是低，這個功率是不是能發(fā)揮出來是取決于良率有多大的改善，這其實和電的發(fā)展歷史是一樣的，良率的過程其實和CPU是相關的。一個趨勢是硅光這個東西是芯片的，芯片集成一旦我認為他開始在某一塊，比如說在100G領域,一旦占據(jù)了腳跟。他再向下延伸，我相信演進的趨勢會非?？?，演進過程中成本的變化其實是非常小的，換句話來說，硅光400G的芯片和100G硅光芯片大不了多少，最大的區(qū)別是研發(fā)，研發(fā)只要有100G一定的技術積累，再把它擴到400G，應該不是太難的事情，從這個趨勢，大概可以判斷出來，越往上走，硅光的優(yōu)勢會更明顯。

  Q：這個也是要到19年以后嗎?

  答:對，到19年，阿里巴巴發(fā)的400G出來的時間也是19年。我相信他的調(diào)研的判斷。

  Q：國內(nèi)今年阿里的數(shù)據(jù)中心的投資建設，對外公開表態(tài)上，對光模塊的需求也在逐步起來，您判斷國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的起量上來的規(guī)模大概是什么時候?和海外比較大概的判斷?

  答：商業(yè)數(shù)據(jù)我沒有，但是有一個基本判斷是，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心主要看阿里，阿里是代表國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的大方向，看阿里至少占BAT的一半以上，在國外阿里目前的份額比較小，但是未來會有比較大的發(fā)展。個人判斷是，阿里之前在光模塊一直在醞釀期，19年以后隨著光模塊團隊建立起來了，在光這塊量加大，而且加速。

  Q：未來預判規(guī)模的話，主要看阿里服務器上的數(shù)量和云計算進展的情況，大概的同比的或者跟海外對比有什么指標嗎?

  答：阿里占全球數(shù)據(jù)中心市場大概會在10%左右，對于光模塊而言，特別是兩個領域的，因為80公里以上的沒有任何參考價值。

      文章來源：華創(chuàng)證券通信組