随着5G时代的来临 硅光芯片市场发展的难题会慢慢迎刃而解

近几年，硅光芯片被广为提及，从概念到产品，它的发展速度让人惊叹。硅光芯片作为硅光子技术中的一种，有着非常可观的前景，尤其是在5G商用来临之际，企业纷纷加大投入，抢占市场先机。硅光芯片的前景真的像人们想象中的那样吗？笔者从硅光芯片的优势、市场定位及行业痛点，带大家深度了解真正的产业状况。

硅光芯片的优势

硅光芯片是将硅光材料和器件通过特殊工艺制造的集成威廉希尔官方网站 ，主要由光源、调制器、有源芯片等组成，通常将光器件集成在同一硅基衬底上。硅光芯片的具有集成度高、成本低、传输线更好等特点，因为硅光芯片以硅作为集成芯片的衬底，所有能集成更多的光器件；在光模块里面，光芯片的成本非常高，但随着传输速率要求，晶圆成本同样增加，对比之下，硅基材料的低成本反而成了优势；波导的传输性能好，因为硅光材料的禁带宽度更大，折射率更高，传输更快。

硅光芯片的市场定位

光芯片作为光通信系统中的核心器件，它承担着将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的重任，除了外加能源驱动工作，光器件的转换能力和效率决定着通信速度。为什么未来需要硅光芯片，这是由于随着5G时代的到来，芯片对传输速率和稳定性要求更高，硅光芯片相比传统硅芯的性能更好，在通信器件的高端市场上，硅光芯片的作用更加明显。

未来人们对流量的速度要求很高，作为技术运营商，5G的密集组网对硅光芯片的需求大增。之所以说硅光芯片定位通信器件的高端市场，这是由于未来的5G将应用在生命科学、超算、量子大数据、无人驾驶等，这些领域对通讯的要求更高，不同于4G网络，零延时、无差错是最基本的要求。

目前，国内核心的光芯片及器件依然严重依赖于进口，高端光芯片与器件的国产化率不超过10%，这是国内加大研究光芯的内在驱动力。

巨头纷纷布局

正是由于硅光芯片的前景广阔，国内外巨头纷纷布局。包括英特尔、Luxtera公司、Rockley等都具备了硅光芯片的研发能力。英特尔的硅光芯片主要针对5G无线基础设施市场，它的100G硅光收发器产品组合为满足下一代通信基础设施的带宽要求而优化，同时可承受恶劣的环境条件。Luxtera公司也在致力于硅基混合集成PIC的研究，已经实现了将磷化铟激光器集成在硅基基底上，它开发硅基PIC的主要目的是应用于服务器与服务器之间、服务器与交换机之间的高速互联等应用场合，它采用电子集成威廉希尔官方网站 常用的CMOS工艺实现PIC，实现方式较英特尔要简化很多。Rockley公司的差异化硅制造技术可以生产具有相对较低功耗、较低竞争性成本的光学器件，例如基于硅光子学的收发器等，Rockley的目标市场包括消费电子、自动车辆、生物医学、工业和数据中心。

令人可喜的是，国内在硅光芯片上也取得了突破性进展，我国自主研发的首款商用“100G硅光收发芯片”已经投产使用，这款芯片在体积、性能、成本、通用化等方面达到了全球第一梯队的水准。

硅光芯片的产业化难题

科技想得到普及，除了技术，产业化也是一个很漫长的国产，硅光芯片产业也在不断的朝着正确的方向前进。就硅光芯片产业链而言，全球亦仍处于初级阶段，硅光芯片要实现大规模的商用还有很长的路要走，据相关数据统计，2017年全球硅光芯片的市场不到5亿美元。

硅光芯片的产业化难题主要有材料、设计架构、制造良率、封装成本等难题，但不可否认它广阔的市场前景，随着5G时代的来临，这些难题会慢慢迎刃而解。