解密我國光子芯片：距世界先進(jìn)水平有多遠？

　　說(shuō)到光通信，我們第一時(shí)間能想到的就是光纖。不過(guò)光纖是光通信中的傳輸"通道"，而光信號的發(fā)射和接收則需要光模塊。光模塊的作用簡(jiǎn)單的說(shuō)就是光電轉換，發(fā)送端把電信號轉換成光信號，通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號轉換成電信號。其中，光子芯片是光模塊的心臟，也是整個(gè)光通信系統的核心。而光子芯片的實(shí)力，代表著(zhù)一個(gè)國家、一個(gè)公司的光通信技術(shù)水平。那么中國的光芯片能否到達國際的先進(jìn)水平呢?

　　目前，中國的華為和中興等廠(chǎng)商在系統設備層面已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位，并向思科等國際巨頭發(fā)起了挑戰。中國廠(chǎng)商的領(lǐng)先地位不僅是指市場(chǎng)份額，還包括在線(xiàn)路側的高速電路設計、光模塊設計、軟判決算法等各方面技術(shù)實(shí)力，以及對下游產(chǎn)業(yè)鏈的掌控。根據Ovum的報告，2013年的100G市場(chǎng)，華為以31%的份額，處于絕對領(lǐng)先的位置。但是，下游的光器件以及光子芯片的技術(shù)水平卻不容樂(lè )觀(guān)。

　　核心技術(shù)距離仍在拉大

　　我們知道，光模塊的制造可以分多個(gè)步驟，從芯片到TO到器件再到模塊。每一步又可以細分，核心的光芯片包括外延生長(cháng)、光刻、鍍膜、解理、測試等眾多環(huán)節。評價(jià)其技術(shù)實(shí)力，可以從光子芯片和光模塊來(lái)看，而光子芯片更能代表核心的技術(shù)，從而在光通信領(lǐng)域更有話(huà)語(yǔ)權。

　　目前市場(chǎng)主流的高端光模塊速率為100Gbps，同時(shí)400G和1T光模塊也在研發(fā)或預研中。100G光模塊，包括長(cháng)距離和短距離，目前主要的供應商包括國外的Finisar、 JDSU、Oclaro、Fujitsu、Sumitomo等器件廠(chǎng)商，思科收購Lightwire后能夠自供。在國內，目前只有華為旗下的海思(Hisilicom)掌握了核心技術(shù)，并可以自己供貨。但海思主要定位給華為服務(wù)，整個(gè)行業(yè)欠缺"中國芯。"雖然國內的光迅科技、捷沃光通等器件商已經(jīng)能夠小批量供貨，但是還無(wú)法實(shí)現長(cháng)距離通訊。更多的廠(chǎng)商雖然推出了100G產(chǎn)品，大多還處在樣品測試階段。而國外400G CDFP MSA在今年已經(jīng)成立，發(fā)起方包括Avago、 Brocade、IBM、 JDSU、 Juniper、Molex和TE Connectivity，后續加入的廠(chǎng)商包括FCI、Finisar、華為、Inphi、Mellanox、Oclaro、 Semtech和Yamaichi。

　　從光子芯片層面，國際上主流大廠(chǎng)商已經(jīng)通過(guò)自主研發(fā)和收購，掌握了 100G光模塊核心芯片技術(shù)，而國內除了華為海思外，應該來(lái)說(shuō)還停留在10G水平，且無(wú)法完全掌握。由于光子芯片作為基礎性產(chǎn)業(yè)更需要長(cháng)期投入，可想而知中國廠(chǎng)商在短期內追上的難度非常大，與國外廠(chǎng)商的相對距離雖然在縮小，絕對距離還在拉大。

　　那么有人會(huì )問(wèn)，我們是否有可能收購國外的100G高速芯片開(kāi)發(fā)商?對于國外廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)這是很常見(jiàn)的事情，例如思科收購Lightwire、Finisar收購u2T、NeoPhotonics收購LAPIS光器件業(yè)務(wù)。但對中國廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)就非常困難了，因為高速光芯片開(kāi)發(fā)商主要來(lái)自美國和日本，因此從政治層面來(lái)說(shuō)對中國公司十分敏感。有意思的是這些大廠(chǎng)商收購后，有些就掐斷了對中國光模塊制造商的芯片供應，導致不可測的風(fēng)險。

　　光子集成未來(lái)幾何

　　光子芯片以及光通信系統要解決成本、尺寸、功耗等問(wèn)題，下一步是光子集成。目前有很多種集成技術(shù)，包括基于PLC的集成(最成熟)，基于InP的集成(以Infinera為代表)，基于硅光子的集成(最熱門(mén))。有專(zhuān)家認為，解決光器件價(jià)格瓶頸的關(guān)鍵在于硅光子集成。事實(shí)上，最近幾年，硅光子都是光通信產(chǎn)業(yè)界討論的熱點(diǎn)。

　　雖然硅光子還面臨很多技術(shù)瓶頸，但在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的向心力下，正在被一個(gè)一個(gè)的克服，產(chǎn)業(yè)界對硅光子大規模商用也抱有極大的信心。尤其是數據中心的短距離應用，讓硅光子找到了最合適的用武之地。數據中心的巨大潛力，以及英特爾等廠(chǎng)商的大力推動(dòng)，促使硅光子的研發(fā)進(jìn)程進(jìn)一步加速。

　　Ovum光通信首席分析師Daryl Inniss建議中國廠(chǎng)商發(fā)展硅光子技術(shù)，一是投入成本相對較低，二是也容易收購公司或技術(shù)。例如華為已經(jīng)在歐洲進(jìn)行了幾起收購，并借助收購和歐洲的相關(guān)研究機構取得了合作，進(jìn)一步加強了硅光子基礎研究的實(shí)力。

　　因此，當業(yè)界引以為豪"光通信是中國高新技術(shù)與世界先進(jìn)水平差距最小的領(lǐng)域之一"時(shí)，我們應謹慎視之。要想掌握光通信芯片層面的核心技術(shù)，不管是中國的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，還是技術(shù)積累，都還有很長(cháng)的路要走，而且還需要持續性投入重金做基礎研發(fā)工作。鑒于中國當前的產(chǎn)業(yè)基礎，我們只能期盼這一產(chǎn)業(yè)能夠如同IC電芯片一樣，獲得國家相應的重視，加大對基礎研究生態(tài)環(huán)境的構建，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。