【華創(chuàng )通信】硅光行業(yè)發(fā)展趨勢電話(huà)會(huì )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(huà)會(huì )議中采訪(fǎng)NeoPhotonics新飛通中國區高管周炆杰，了解硅光子發(fā)展動(dòng)態(tài)。

  主要結論

  1、硅光仍然是光通信乃至未來(lái)所有光子時(shí)代的主流技術(shù)趨勢，這個(gè)方向不會(huì )發(fā)生變化。

  2、技術(shù)路線(xiàn)上：不斷的清晰，Intel將為了其光子計算機的夢(mèng)想而繼續鉆研硅基摻鍺的自發(fā)光光源技術(shù)并作為附產(chǎn)品時(shí)而在光通信領(lǐng)域掀起一陣一陣的漣漪;Luxtura憑借其多年積累的硅光MZ調制技術(shù)將繼續領(lǐng)跑1310nm短距離(2km以?xún)?的數據中心市場(chǎng)。

  3、Mellanox停止對1550nm硅光技術(shù)的投入恰恰是硅光技術(shù)在光通信行業(yè)走向成熟的標志，他過(guò)去選擇的MZ方式技術(shù)問(wèn)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(jìn)展，和未來(lái)光模塊、光器件的趨勢，光模塊確實(shí)是我們2018-2019年，甚至5G來(lái)了以后2021年持續看好的方向，這兩年數據中心光模塊需求量持續高速增長(cháng)，海外幾大互聯(lián)網(wǎng)巨頭在這方面開(kāi)支不斷加大，國內BAT的數據中心市場(chǎng)在不斷起步，在2020年5G啟動(dòng)之后，整個(gè)基站側光模塊我們預期也會(huì )有較大增長(cháng)。

  光模塊行業(yè)從過(guò)去的重封裝測試未來(lái)偏向集成電路或者硅光技術(shù)演進(jìn)，技術(shù)上的變化會(huì )有可能帶來(lái)行業(yè)較大的變革，也是最近資本市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，最近美國硅光的領(lǐng)先玩家Mellanox最近公布了一個(gè)新聞，發(fā)布了對他硅光的技術(shù)演進(jìn)的一個(gè)宗旨，資本市場(chǎng)上引起較大關(guān)注，具體什么樣的情況和進(jìn)展，請周總簡(jiǎn)單分享一下。

  專(zhuān)家解析：NeoPhotonics新飛通中國區高管

  今天重點(diǎn)圍繞Mellanox的事件做一個(gè)交流。首先，什么叫硅光?目前包括旭創(chuàng )、AAOI等傳統公司，現在提供的光模塊產(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(kāi)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(lái)成本會(huì )受到很大壓力，成本壓力很大一部分是來(lái)自于封裝材料、測試成本、人力成本，這三塊成本遠遠超過(guò)現在光模塊芯片成本。

  在此背景下，硅光技術(shù)應運而生，硅光就是IC技術(shù)往光方面進(jìn)行延伸，從歷史的發(fā)展演進(jìn)來(lái)說(shuō)，以Intel為主，他發(fā)現認為IC技術(shù)已經(jīng)接近成熟，需要新的領(lǐng)域來(lái)擴張他硅基半導體的市場(chǎng)，所以就瞄準光，在他帶動(dòng)下，很多公司加入硅光行業(yè)，其實(shí)硅光這個(gè)技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用硅這種材料來(lái)實(shí)現剛才說(shuō)的光模塊里面的最主要的單元，好處和當時(shí)IC出來(lái)的好處是一樣的，舉例，現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，其他的像調制器和接收機其實(shí)一個(gè)芯片就搞定了，硅光最大的特點(diǎn)就是集成化，第一省去封裝上面很多成本，整個(gè)封裝工藝簡(jiǎn)單化，進(jìn)一步降低封裝工藝成本，硅光從特性來(lái)說(shuō)，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(guò)去幾年過(guò)程中，很多人質(zhì)疑，很正常，硅光技術(shù)的里程碑事件是去年8月份美國的亞馬遜在2公里以?xún)鹊恼袠死锩?，把將?00萬(wàn)只40%的份額分到Intel和luxtera，原來(lái)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(gè)人對硅光是抱有支持態(tài)度，我認為硅光是未來(lái)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(gè)也是昨天從媒體里面看到的消息，當時(shí)并不覺(jué)得驚訝，因為在2015年的時(shí)候，我和Mellanox時(shí)FA的director，和他聊的時(shí)候，我就指出了Mellanox當時(shí)是基于的硅光技術(shù)，就是原來(lái)Kotura硅光技術(shù)的短處，在13年或者14年的時(shí)候，Kotura的硅光技術(shù)是不足以支撐到未來(lái)的，所以我當時(shí)我覺(jué)得很正常，后來(lái)發(fā)現業(yè)界引發(fā)出來(lái)的結論是，對整個(gè)硅光進(jìn)行否定，所以這個(gè)時(shí)候我就寫(xiě)了一篇博文，其實(shí)這個(gè)文章很多人看到，這個(gè)文章就是說(shuō)，硅光這個(gè)技術(shù)從硅爬到光這里來(lái)的時(shí)候，就像當時(shí)的IC走向ID，畢竟剛開(kāi)始，有各種不同的技術(shù)，后來(lái)不斷隨著(zhù)這個(gè)技術(shù)的演進(jìn)，隨著(zhù)優(yōu)勝劣汰，會(huì )淘汰過(guò)時(shí)的技術(shù)，最后有競爭力的能夠代表未來(lái)的技術(shù)就會(huì )留下來(lái)，Mellanox這次事件其實(shí)就是這么一個(gè)過(guò)程，這就是硅光技術(shù)走向成熟的過(guò)程。

  具體來(lái)說(shuō)就是，對于硅光技術(shù)來(lái)說(shuō)，光模塊里面最重要的幾個(gè)單元，第一個(gè)激光器，我說(shuō)的激光器完全就是發(fā)光，沒(méi)有任何調制功能，純粹意義上的激光器;第二是調制器，調制器作用就是光電轉換，把激光器變成光子信號;第三個(gè)是接收機。當然和調制器配套的還有驅動(dòng)器，但是對光來(lái)說(shuō)，最重要還是這三大部件，激光器硅光暫時(shí)做不了，Intel現在還在攻克，我相信五年之后就會(huì )使用硅機摻雜的方式，實(shí)現在硅的硅殼上直接發(fā)光，但目前光源還是外貼的。先拋開(kāi)這一點(diǎn)，對硅光來(lái)說(shuō)，技術(shù)上最難的不是后端接收這塊，而是調制器，最重要的就是調制器，調制器的水平代表硅光技術(shù)領(lǐng)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(shí)候，選擇了MZ方式，他這種方式有個(gè)優(yōu)點(diǎn)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(huì )把光吸收，吸收得很厲害，吸收到20個(gè)db，30db個(gè)以上，這樣光一下子就變得很弱，原理就是這個(gè)材料在光的波長(cháng)上，有個(gè)吸收邊，就是吸收曲線(xiàn)在所需要的波長(cháng)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，現在看到的業(yè)內很多，包括我們公司就用的這種方式。這種方式從物理限制上來(lái)說(shuō)，本身不適合做可調波長(cháng)的激光器，如果激光器可以做可調波長(cháng)的，這時(shí)候調制器要想同樣做到可調就很難，這是關(guān)于調制器本身。

  為什么說(shuō)這次Mellanox選擇拋棄的1550這個(gè)波段的硅光，其實(shí)在光通信里面，原來(lái)10G的光器件的解決方案都有，上到100G以后，甚至到400G，整個(gè)光通信領(lǐng)域的技術(shù)都匯集到主流技術(shù)，其他的都慢慢被淘汰，具體說(shuō)來(lái)這里面，去了解一家光器件公司的能力的時(shí)候，只要看兩個(gè)光指標，第一速度，多少速率的;第二距離，現在100G以上的，從距離上面攻其實(shí)很簡(jiǎn)單，兩公里以?xún)?，就是數據中心?0公里幾乎是電信的或者大的數據中心的，40公里以上幾乎都是相干。有了這三個(gè)點(diǎn)，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(cháng)就必須是1550。既然是DWDM，100G里面幾乎是采用可調波長(cháng)，可調激光器，再加相干，再加1550。在1550可調的大背景下EML肯定不行的，別說(shuō)100G以上，10G都不能實(shí)現可調，這就是為什么EA這種調節方式不可能用在80公里以上，可能10公里就是他的菜，主要用在2公里以?xún)龋?公里以?xún)痊F在幾乎所有的方案都是用1310這個(gè)波段，這也是為什么Mellanox砍掉1550，其實(shí)這是明智的，因為1550就是長(cháng)途，80 公里以上，意味著(zhù)可調波長(cháng)，波分，EML在這個(gè)肯定不行的，但是如果你仔細去解讀這Mellanox話(huà)，并沒(méi)有說(shuō)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(gè)技術(shù)派，一種是PSM4，早期是100G傳過(guò)來(lái)的，現在都已經(jīng)到了400G時(shí)代的時(shí)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(gè)和現在的調制方式都是一樣的，硅的特點(diǎn)是集成，調制的方式是分立，就這么一個(gè)區別。

  所以在這個(gè)背景下，Mellanox與大家都不同的EA的技術(shù)，實(shí)際上，他這個(gè)方案像現在的EML，EML他目前只能用在1310，還有個(gè)VOA這個(gè)產(chǎn)品用電吸收還是可以的，所以這就是這個(gè)故事的解讀，從這個(gè)里面可以看出來(lái)，經(jīng)過(guò)這個(gè)事情以后，這個(gè)事情消除了硅光技術(shù)的雜音，慢慢向主流靠攏，主流就是MZ的調節方式，Mellanox1310還是依賴(lài)于原來(lái)的Kotura話(huà)，他在1310這塊還能吃一兩年飯，但是未來(lái)我相信硅光更有發(fā)展的，所以硅光的技術(shù)首先不僅是光通信，還是瞄向未來(lái)光代替電的整個(gè)過(guò)程，其實(shí)大家可以去看2013年美國白宮發(fā)的白皮書(shū)，光通信只是開(kāi)始，接下來(lái)才會(huì )慢慢進(jìn)入包括傳感，消費品領(lǐng)域，必須要用集成的模式，才能實(shí)現大規模的量產(chǎn)。

      Q＆A

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

  答：2019年。因為現在高速領(lǐng)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(huì )出新一代的DSP芯片來(lái)支持下一代高速光速模塊，硅光也不例外，也需要DSP,所以問(wèn)題不在硅。

  Q：現在從數據中心開(kāi)始普及嗎?再慢慢走向電信市場(chǎng)，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，數據中心是鐵定的，明顯的一個(gè)量大的市場(chǎng)，而且數據中心內部量大，而且指標相對較弱，更適合新技術(shù)的引進(jìn)，硅光肯定會(huì )在19年，包括阿里、亞馬遜等，19年以后升級到400G，在這個(gè)大背景下，硅光會(huì )有很大作用。在無(wú)線(xiàn)這塊，我并不是十分看好硅光，因為無(wú)線(xiàn)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(diǎn)過(guò)于要求。不是說(shuō)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(huì )用它，這是一種觀(guān)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(shù)100G、400G，硅光的技術(shù)帶動(dòng)還是挺累的，5G短期內應用硅光的可能性不大。2020年，中國號稱(chēng)5G會(huì )上來(lái)，我個(gè)人認為5G是不是真的像預測的那么多，這是個(gè)大問(wèn)號，其實(shí)現在5G的發(fā)展很大程度受到國家宏觀(guān)層面經(jīng)濟的拉動(dòng)作用，而不是真正的需求。

  Q：但是5G可能是從2020年開(kāi)始是比較漫長(cháng)的過(guò)程?

  答：對，我的意思是5G的成長(cháng)過(guò)程并不取決于用戶(hù)用的爽不爽，而是國家GDP需要增加多少，來(lái)拿多少5G來(lái)拉動(dòng)。

  Q：介紹一下未來(lái)可能的硅光調制器技術(shù)，用到的材料是什么?

  答：硅光的核心是調制器，整體來(lái)說(shuō)在Mellanox之前提出兩種，一種是EA還有一種叫馬赫-曾德?tīng)?MZ)，這是調制結構，經(jīng)過(guò)這個(gè)篩選以后，這個(gè)行業(yè)會(huì )越來(lái)越集中，都用馬赫-曾德?tīng)?MZ)這種調制技術(shù)會(huì )成為未來(lái)的趨勢。材料會(huì )以硅為主，但是為了增加調制的速度，可能會(huì )摻雜一些其他的元素，現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，那是不是在數據中心這一塊硅光光模塊會(huì )不會(huì )對旭創(chuàng )和AOI傳統光模塊造成很大的沖擊?現在旭創(chuàng )和AOI很大的競爭優(yōu)勢就是現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(huì )簡(jiǎn)單很多，是不是可以這么理解?

  答：趨勢上說(shuō)是這樣，但是實(shí)際在發(fā)展過(guò)程中還是要看個(gè)人努力因素，所以實(shí)際替代有多快，不僅是大方向，時(shí)間上是還是看不清楚。我們也不能忽略傳統的，因為比如這次招標大家沒(méi)有想到下手這么猛，這也是一個(gè)相互PK 的過(guò)程，現在就是最重要的是接下來(lái)Facebook和其他數據中心在招標的時(shí)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(shuō)明很多問(wèn)題的。

  Q：下游客戶(hù)要用，性能上沒(méi)有很大差別吧?

  答：如果是500米是沒(méi)有很大差別的。

  Q：成本端現在是什么樣的情況?硅光規模上來(lái)，成本會(huì )下降嗎?

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

  Q：100G里面，這兩種技術(shù)路線(xiàn)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(huì )不會(huì )更加明顯?

  答：成本因人而異，我個(gè)人認為，從理論成本上來(lái)說(shuō)硅光成本會(huì )降低，硅光的成本強烈以來(lái)于量，它屬于量變化的非?？斓?。

  Q：做硅光模塊的，現在除了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(cháng)距離有誰(shuí)做?

  答：只有Acacia一家。

  Q：像intel本身的優(yōu)勢在數據中心，可能在電信領(lǐng)域往后發(fā)展速度會(huì )慢一點(diǎn)嗎?

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

  Q：怎么看Acacia在長(cháng)距離硅光這塊的趨勢?

  答：不會(huì )有很大發(fā)展空間，因為硅光在長(cháng)距離這塊的性能目前還有點(diǎn)早熟、催熟的狀態(tài)，靠這一家公司我認為技術(shù)進(jìn)步是很難的，所以傳統成本降下來(lái)，性能肯定是會(huì )非常好的。Acacia原來(lái)是賣(mài)光模塊的，現在也賣(mài)光器件了，如果他真的效益好，干嘛要賣(mài)光器件?從外部宏觀(guān)角度來(lái)說(shuō)，可以感受到這個(gè)狀況。

  Q：價(jià)格這方面，硅光技術(shù)的利用對100G光模塊會(huì )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(gè)功率是不是能發(fā)揮出來(lái)是取決于良率有多大的改善，這其實(shí)和電的發(fā)展歷史是一樣的，良率的過(guò)程其實(shí)和CPU是相關(guān)的。一個(gè)趨勢是硅光這個(gè)東西是芯片的，芯片集成一旦我認為他開(kāi)始在某一塊，比如說(shuō)在100G領(lǐng)域,一旦占據了腳跟。他再向下延伸，我相信演進(jìn)的趨勢會(huì )非?？?，演進(jìn)過(guò)程中成本的變化其實(shí)是非常小的，換句話(huà)來(lái)說(shuō)，硅光400G的芯片和100G硅光芯片大不了多少，最大的區別是研發(fā)，研發(fā)只要有100G一定的技術(shù)積累，再把它擴到400G，應該不是太難的事情，從這個(gè)趨勢，大概可以判斷出來(lái)，越往上走，硅光的優(yōu)勢會(huì )更明顯。

  Q：這個(gè)也是要到19年以后嗎?

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

  Q：國內今年阿里的數據中心的投資建設，對外公開(kāi)表態(tài)上，對光模塊的需求也在逐步起來(lái)，您判斷國內數據中心的起量上來(lái)的規模大概是什么時(shí)候?和海外比較大概的判斷?

  答：商業(yè)數據我沒(méi)有，但是有一個(gè)基本判斷是，國內數據中心主要看阿里，阿里是代表國內數據中心的大方向，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(lái)會(huì )有比較大的發(fā)展。個(gè)人判斷是，阿里之前在光模塊一直在醞釀期，19年以后隨著(zhù)光模塊團隊建立起來(lái)了，在光這塊量加大，而且加速。

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

  答：阿里占全球數據中心市場(chǎng)大概會(huì )在10%左右，對于光模塊而言，特別是兩個(gè)領(lǐng)域的，因為80公里以上的沒(méi)有任何參考價(jià)值。

      文章來(lái)源：華創(chuàng )證券通信組