硅光子学：全球巨头竞相角逐的新战场

　　硅光子学市场正在变得越来越拥挤。半导体供应商、IC设计工具供应商、OEM和foundry都在这个新兴市场上争夺空间。随着云端和网联服务、航空航天、金融、工业部门和医药等领域的大量潜在客户对超快速数据访问、传输和编程的新解决方案的需求激增，硅光子学市场有望在未来十年实现指数级增长。

　　潜在的市场可能是巨大的，但就目前而言，实际的市场规模相对于整个半导体行业的规模来说是微不足道的。Polaris市场研究公司估计，硅光子产品（收发器、可变光衰减器、开关、电缆和传感器）的营收2021年超过10亿美元，而同年全球芯片销售额为5，559亿美元。但在2021年至2030年期间，这一新兴市场的年复合增长率预计将达到27.4%，销售额预计将达到91.4亿美元。

　　Polaris在一份声明中表示：“对更快数据传输的需求日益增长，使各种制造商都能够使用这种技术来增强数据中心的计算和处理能力。因此，硅光子学正经历着健康的增长速度。许多制造商都在积极开发硅光子学技术，并投资于该技术谋求竞争优势，这也推动了市场的增长。”

　　硅光子学技术合作伙伴关系将开发者、软件供应商、系统设计、组件供应商和潜在客户聚集了在一起。考虑到这些合作伙伴之间有相互冲突的需求，他们既是潜在的竞争对手，又是提供着支持服务，这些联盟能维持下去吗？显然，在建立更多合作之前，在最终用户广泛采用硅光子学之前，行业必须开始回答这个关键问题。

　　包括Intel和ST在内的芯片供应商、EDA供应商Synopsys、Cisco、HP和IBM等OEM，以及一大批规模较小的芯片制造商和光学元件供应商都在努力在这个潜在市场中分得一杯羹。在硅光子学供应链的不同环节之间的合并和收购已经非常活跃。包括Cisco和Juniper Networks在内的大型系统公司正在通过收购成为垂直整合的硅光子学领域的玩家。

　　考虑到任何一项新技术的商业成功取决于量产，foundry的选择对硅光子学供应商至关重要。这里的问题是，不同的开发商正在追求不同的硅光子学集成和实现路径。由于没有达成共识的硅光子学平台，没有一个可以与每个供应商都能合作的通用foundry。

　　例如，Juniper Networks与Intel一样，推出一款集成激光器的硅光子平台。相比之下，Ayar Labs和Nvidia不喜欢集成激光器。

　　在硅光子学市场上，领先的foundry是GlobalFoundries、Intel和Tower Semiconductor（Intel在今年早些时候宣布收购Tower）。目前尚不清楚TSMC的情况。虽然TSMC Labs一直计划在HPC中应用硅光子学的异构集成光子引擎，但还未透露硅光子学的客户。

　　毫无疑问，Intel内部的硅光子学代工能力在该公司光学收发器的成功中发挥了关键作用。Intel对Tower的收购也有望推动Intel的硅光子学IDM2.0战略。

　　GlobalFoundries是领先的硅光子学foundry。通过早期与硅光子学I/O解决方案初创公司Ayar Labs的合作，GlobalFoundries正在开发和落地基于300mm SOI晶圆的硅光子学平台。它被称为GF Fotonix，它利用了GlobalFoundries的45nm CMOS制造工艺和Ayar的CMOS光学I/O技术。

　　在今年早些时候发布GF Fotonix时，GlobalFoundries提到了多家合作伙伴，包括Broadcom、Cisco、Marvell、Nvidia，以及初创公司Ayar、Lightmatter、PsiQuantum、Ranovus和Xanadu。

　　其他公司也宣布了许多合作。今年4月，Synopsys和网络设备供应商Juniper Networks表示，他们将成立一家硅光子学公司，以“解决电信、数据通信、LiDAR、医疗保健、HPC、AI和光计算等应用中不断增长的光子需求”。双方没有披露相关条款，但表示，Synopsys将成为合资公司的多数股东。合资公司的名称尚未公布。

　　Juniper的CEO Rami Rahim在宣布该协议的声明中表示：“这项革命性的技术将改变人们构建光子系统的经济性。我们一直是集成硅光子学的坚定支持者，我们相信新公司将通过使用先进的开放平台来推动这些系统的开发，这将大大降低成本，并在多个用例中提高设计的性能和可靠性。”

　　Rahim补充说：“Juniper Networks将与新公司合作，建立一个广泛的生态系统，有效地开发下一代光收发器和共封装设计。”Juniper表示，该公司在光子器件设计和工艺集成方面向合资公司贡献了200多项专利。

　　Synopsys-Juniper合资公司还得到了foundry公司Tower的支持，这一安排表明了多方位联盟对于在该领域建立强大影响力的重要性。

　　硅光子学市场刚刚起步，目前还很难将其从更广泛的光学技术和组件行业中分离出来衡量其规模和增长。因此，很难确定每个玩家的相对规模和实力。

　　硅光子学的技术优势是毋庸置疑的，但行业还没有解决平台的基本问题。如果硅光子学要实现其全部潜力，在他们选择技术路线和建立联盟的同时，这个新生市场的许多玩家必须努力解决技术上的缺陷。

　　审核编辑：黄飞