YOLE：中國在硅光領域取得顯著進展，是主要參與者

北京時間11月12日消息（水易）近日，市場研究機構YOLE Group表示，硅光子市場正在蓬勃發(fā)展，年均復合增長率超過40%，如果TFLN（薄膜鈮酸鋰）技術在成本和性能方面達到平衡，其快速擴張的速度只會更快。

硅光應用前景可觀

自1985年問世以來，硅光子已發(fā)展成為一種通用技術，整合了基于CMOS的材料、設計和封裝，從而在光模塊市場占據(jù)主導地位。盡管目前已得到廣泛應用，但硅光子仍在快速發(fā)展，應用領域不斷拓展。在未來十年，行業(yè)整合很可能會發(fā)生，不過其廣泛的潛在用途仍將持續(xù)推動其增長。

由于基于處理器的傳統(tǒng)架構面臨物理限制，硅光子技術在滿足數(shù)據(jù)中心需求（尤其是AI和ML）方面的作用至關重要。硅光子技術實現(xiàn)的高速通信是支持更快計算的關鍵。不斷增長的帶寬需求不僅推動了硅光子技術的進步，也推動了鈮酸鋰薄膜技術的發(fā)展，從而提高了網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)容量。

光子集成電路，特別是絕緣體上硅（SOI）和絕緣體上鈮酸鋰（LNOI），為具有大容量可擴展性的應用提供了多功能平臺，特別是在數(shù)據(jù)中心方面，中國公司正在成為新的領導者。另外，由于硅的性能穩(wěn)定，電信是另一個大批量應用領域。

除此以外，光學激光雷達、3D集成、量子計算、光學陀螺儀，甚至醫(yī)療光子學都具有巨大的潛力，盡管有些應用面臨技術和監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)。未來，硅光子向可見光譜的延伸可能會帶來更多創(chuàng)新應用。

2023年硅PIC（芯片）市場價值為9500萬美元，預計到2029年將超過8.63億美元，復合年增長率為45%（CAGR 2023-2029）。推動這一增長的主要因素是用于提高光纖網(wǎng)絡容量的高數(shù)據(jù)速率可插拔模塊。此外，對快速增長的訓練數(shù)據(jù)集規(guī)模的預測表明，數(shù)據(jù)將需要在ML服務器中使用光學I/O來擴展ML模型。

中國是主要參與者

硅光子產(chǎn)業(yè)格局正在圍繞不同參與者形成：積極參與硅光子產(chǎn)業(yè)的主要垂直整合參與者（如Innolight、Cisco、Marvell、Broadcom、Coherent、Lumentum、Eoptolink）；

初創(chuàng)企業(yè)/設計公司（如Xphor、DustPhotonics、NewPhotonics、OpenLight、POET Technologies、Centera、AyarLabs、Lightmatter、Lightelligence、Nubis Communications）；

研究機構（如加州大學伯克利分校、哥倫比亞大學、斯坦福工程學院、麻省理工學院）；

代工廠（如Tower Semiconductor、GlobalFoundries、Intel、AMF（Advanced Micro Foundry）、imec、TSMC、CompoundTek）；

以及設備供應商（如Applied Materials、ASML、Aixtron、ficonTEC、Mycronic Vanguard Automation、Shincron）。所有這些參與者都為顯著增長和多元化做出了貢獻。

許多初創(chuàng)企業(yè)正在推進硅光子技術，瞄準高速光模塊、光互連和激光雷達等特定領域。大學和研究機構是重要的貢獻者，經(jīng)常與行業(yè)伙伴合作推動創(chuàng)新。代工廠通過提供制造、工藝開發(fā)和商業(yè)生產(chǎn)能力，擴大硅光子技術的應用范圍。設備供應商發(fā)揮著關鍵作用，提供生產(chǎn)高性能光器件所需的精密工具。

中國在硅光子領域取得了顯著進展，正在縮小與西方公司的差距。同時專注于國內(nèi)創(chuàng)新，并加快高速光通信產(chǎn)品的研發(fā)，這一進展使中國成為該領域的主要參與者。

旭創(chuàng)科技是光模塊領域的領導者，擁有先進的硅光子技術，為數(shù)據(jù)中心和人工智能應用提供高速光模塊，計劃在2024年出貨300萬個硅光模塊。華為正在將硅光子納入數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡，并與學術界合作將該技術商業(yè)化。其他中國公司，包括Xphor（羲禾科技）、Centera Photonics、光迅科技、仕佳光子、新易盛和海信寬帶等正在努力改進高速硅光子解決方案。

三種材料平臺之爭

到2026-2027年，在下一代人工智能集群和云數(shù)據(jù)中心的推動下，預計將過渡到每通道200G的速度。這一轉(zhuǎn)變建立在400G/lane激光器和其他組件的持續(xù)開發(fā)基礎之上，這將為實現(xiàn)極高的單端口以太網(wǎng)速度（3.2T甚至更高）開辟一條道路。

與此同時，面向未來的高速光通信，主要有三種材料平臺：

絕緣體上硅（SOI）：先進的電光（EO）調(diào)制器材料對于SOI支持400G/通道至關重要，不過也增加了復雜性和成本。將SOI與薄膜鈮酸鋰（TFLN）或鈦酸鋇（BTO）等材料集成可以實現(xiàn)高帶寬，但成本高昂，預計在2032-2033年左右具有經(jīng)濟可行性。SOI上的TFLN調(diào)制器可能是一個短期的解決方案，盡管存在鋰污染和集成成品率的挑戰(zhàn)。一個廣泛的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)正在努力增強基于SOI的硅光子技術。

絕緣體鈮酸鋰 (LNOI)：LNOI的薄膜結(jié)構是線性可插拔光學器件(LPO)、線性重定時光學器件(LRO) 和相干光學器件等超高帶寬應用的理想選擇。Hyperlight、Liobate、AFR和Ori-chip 等主要廠商已開發(fā)出TFLN光子集成電路(PIC)，與 SOI 競爭。雖然初期成本和有限的產(chǎn)能可能會成為障礙，但TFLN是預計在2027-2028年實現(xiàn)3.2T可插拔模塊的關鍵材料。

磷化銦（InP）：InP 擅長在芯片上集成激光器和放大器等有源光子元件，降低了組裝復雜性，但目前成本較高，產(chǎn)量有限。到2029年，InP可能成為SOI和LNOI的有力競爭者，尤其是在相干光應用方面。Infinera、Lumentum、Smart Photonics、Effect Photonics和Bright Photonics等公司在InP PIC技術領域處于領先地位。

數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡對可擴展、高能效和高成本效益的光學解決方案的需求為SOI（TFLN、BTO 和聚合物）、LNOI和InP平臺之間的激烈競爭創(chuàng)造了條件。每種平臺都具有獨特的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，塑造了IM-DD或相干可插拔模塊的未來，并影響著更廣泛的光通信領域。

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