9月28日,亨通洛克利科技有限公司于在2021中国国际信息通信展览会举行期间,发布了硅光子集成平台。这是亨通继发布量产版400G硅光模块和国内首台3.2T CPO样机之后,在硅光技术领域的最新成果。此次发布的硅光子集成平台是亨通继发布量产版400G硅光模块和国内首台3.2T CPO样机之后,在硅光技术领域的最新成果。
硅光技术被誉为光电融合技术的“金字塔”。硅光技术的成熟,直接关系通信传输带宽与效率的“天花板”。亨通洛克利此次发布的硅光子集成平台包括硅光子无源器件库、高速率的集成器件、晶圆级的激光器芯片封装技术、无源低损耦合技术等,可以概括为两个器件库和三个功能库。硅光子无源器件包括低损耗波导、偏振无关波导、WDM器件等,硅光子高速器件包括单波100Gbps调制器、单波100Gbps探测器、低功耗电吸收调制器等,高速硬件设计包括高速RF仿真、信号完整性设计、400G/800G系列高速光模块设计能力等,异质集成包括Ⅲ-Ⅴ光源异质集成、晶圆级光源集成、±0.3微米自动贴装能力,芯片耦合封装包括光纤无源耦合封装、CPO定制封装等。亨通洛克利执行副总经理朱宇表示,未来硅光技术将逐步向小型化、高密度、低功耗、高温运行方向发展。
亨通洛克利执行副总经理朱宇表示,此次发布的硅光子集成平台基于厚硅工艺开发。厚硅波导与目前主流商用的薄硅波导略有不同,其波导厚度有3微米,但是拥有与薄硅波导相同的器件库。不仅如此,厚硅光平台的特征尺寸大于通信光波长1.55微米,即使波导尺寸存在±10%制程误差,对于内部光波影响也非常小。批量生产时,虽然DRC数量上升,厚硅特性仍可满足3σ(良品率>99.7%),工作波长偏移厚硅的3σ仅0.3纳米。此外,厚硅光平台无源波导和有源器件同时兼容TE和TM模式之传播,因此大幅降低极难解决的偏振敏感性。值得注意的是,亨通洛克利已经基于硅光子集成平台开发了高速调制器和高速探测器。据介绍,高速调制器的带宽可达50GHz以上,支持单波100G调制,而高速探测器的带宽可达45GHz以上,支持单波100G调制,本征光响应度超过了0.9A/W。硅光子集成平台支持异质集成封装。亨通洛克利基于该平台开发了Ⅲ-Ⅴ族芯片异质集成,界面损耗小于2.5dB。同时,亨通洛克利还拥有一台高精度贴片机,贴装精度达±0.3微米,实现晶圆级光源封装。该平台还支持芯片耦合封装,单片集成V型槽阵列,将光纤与硅光芯片进行无源贴装,使光纤具备高温可靠性。同时,还能够单片集成模斑转换耦合器阵列,模斑适配标准单模光纤,耦合损耗约1dB。显然,通过硅光子集成平台,亨通洛克利能够提供丰富的硅光子器件库,具备了为客户定制解决方案的能力。朱宇表示,亨通洛克利此前推出的400G DR4硅光模块就是基于上述硅光子集成平台开发的,预计明年还将基于该平台开发出800G硅光模块。硅光模块并非是硅光集成技术发展的终点。在朱宇看来,硅光集成技术的下一步将是CPO/芯片出光,直至实现光电单片集成。总之,未来硅光技术将逐步向小型化、高密度、低功耗、高温运行方向发展。硅光子集成作为高速光互连的核心技术,具有低成本、高性能、低功耗、高集成度等特点。成熟的CMOS工艺与便宜的硅材料,高集成度,自动化的半导体封装的引入,使得硅光集成易于规模制造。朱宇认为,目前硅光集成主要的应用领域在数据中心内部互联的应用、骨干网的相干应用,以及数据中心间的互联。未来,硅光集成技术将是解决超高速、大容量光互联的核心技术,更好地支持数据中心建设。因此,硅光具有广阔的市场前景。据咨询机构Lightcounting预测,到2026年硅光在光模块市场份额将超过50%,2021—2026年硅光模块市场累计将达300亿美元。当然,在硅光赛道上,竞逐者不在少数,英特尔、思科、华为、诺基亚、洛克利是其中的佼佼者,亨通也凭借在硅光技术领域的持续投入,逐渐向硅光第一阵营进发。亨通洛克利于2018年开始布局硅光技术,聚焦高速硅光芯片、模块以及子系统设备等产品的研发,并于2020年在OFC展会上演示了400G DR硅光模块。而其母公司亨通光电也在同一年推出定增方案,将部分募集资金投入100G/400G硅光模块研发及量产项目,通过与英国洛克利的合作,实现从硅光子芯片设计、硅光子芯片封装到光收发模块制造的垂直集成能力,为亨通竞逐国内外硅光数据通信市场奠定坚实的基础。