ICCSZ訊    日前，在訊石第十五屆光纖通訊市場暨技術專題研討會上，青島海信電器股份有限公司首席科學家、美國麻省理工學院(MIT)博士黃衛平所主持的“關于硅光子”的論壇引起了眾人的熱烈反響，在論壇上，關于硅光子的眾多謎團都得到了一定的闡述。本次論壇邀請了SiFotonics CEO潘棟，北京大學教授周治平，中科院上海微系統所研究員甘甫烷，ST 數字產品事業部亞太區市場總監Kirk Ouellette，華為固定網絡研究部主任工程師曾理作為嘉賓。

（左起：青島海信電器股份有限公司首席科學家 黃衛平、SiFotonics CEO潘棟、北京大學教授周治平、

中科院上海微系統所研究員甘甫烷、ST 數字產品事業部亞太區市場總監Kirk Ouellette、

華為固定網絡研究部主任工程師曾理）

　　會上，黃首席提出了第一個問題：硅光技術目前最成功的商業應用到底有哪些?與競爭的技術相比，硅光技術在這些應用中的主要優勢是什么?

　　潘棟：大家說硅，第一個是集成，第二就是便宜。我們從這些年的經驗里面發現，這個說的對也不對。現在在相干領域，我們自己的經驗發現，因為這里面全部集成了這個晶片化，改變了很多事情，實際上你從市場的切入還有成本的優勢上面，它其實都顯示了非常強大的競爭性能，我們自己的相干芯片在給客戶看的過程中，把很多的東西集成在一個很小的大概4*5mm的芯片上，集成大概三十多個芯片的時候，這個客戶自己都覺得很震撼，而且價錢空間的確具有非常強大的競爭性能，同時也比較好推，這是我目前的經驗，深有體會的。

　　甘甫烷：我覺得硅光子要強調的是：它是有價格優勢的，以后相干通訊有什么我們不知道，硅光子價格優點什么時候能體現出來呢?相信是量的問題，一旦有規模效應，價格就會下來，一旦量起來了，完全有可能做的很便宜的。我很堅信這一點。

　　曾理：我是來自固網產品線的。站在我們這個角度來看，其實對于硅光子的選擇我們產品線并沒有把它定位成唯一的方向，總的原則還是說希望提供性價比高的產品。但是我們產線看待硅光子的出現，還是把它定位為一個比較潛在的技術。前段時間，像剛剛提到的Acacia就出來了，它就是在光模塊的集成度上面相對于以前傳統的東西集成度有很大的提高。這個就是給我們產品線感受到的硅光子有一個比較大的應用潛力。但我個人覺得Acacia的商業模式雖然有成功的地方，但不一定適合國內的光塊廠家。像甘教授剛才也提到了，Acacia的成功其實在于一個是硅光子的本身，第二個是它的DSP能力。所以它必須有一些系統的集成的能力和光器件整合的能力，才能把這個東西做成功。所以硅光子在相干的應用上面，有很大一塊是整合，不僅是一個器件問題，還要包括系統的信號處理的整合。還有一個大家看到比較短距的這一塊，是比較潛在的。恰恰在一些數據中心，連接500米，2公里，我們需要一個低成本，高集成度，高密度的光模塊，所以這一塊恰好切合的是硅光子技術的特點。所以我覺的在未來商業機會上面，在短距上，硅光子還是有些潛力的。

　　黃首席：總結幾位嘉賓的的闡述，現在最重要的兩個應用，一個是相干的收發器，在一個就是100G的數據中心的PSM4 ，這兩個應用中硅光似乎都是一個實用技術，它在整個子系統中都起著非常重要的作用。

　　接下來，黃首席提出了第二個問題：在光通訊這個領域，硅光技術下一個產品或者應用是什么呢?哪些已經成熟，哪些還有待成熟?

　　曾理：我本來對短距模塊的應用期待比較高的，但剛剛也看到我們走硅光子的路上碰到很多挑戰。現在看來成熟的地方是單元的器件。未來最大的挑戰是集成，包括光纖輸出的耦合，現在是硅光子造成損耗的主要原因;第二個是光源的集成，現在比較成熟的光源應用是倒裝（Flip chip）的方式，倒裝方式需要采用比較高精度的加工設備，對加工制造方面要求很高，最近英特爾將這種高精度加工變成了光學的加工方式，往前走了一步。另外，未來可能還要考慮工藝平臺，我想工藝平臺可能是硅光子最大的限制，目前大家都希望硅光子能夠借用CMOS的平臺，但實際上我們在研究的時候發現很多的一些加工步驟跟CMOS還是有區別的，特別是在混合集成之后，那也就是必須要有單獨的硅的生產產線。在這樣的產線，硅光加工時也會產生很多問題，包括混合集成之后帶來工藝的挑戰，比如說高溫的工藝、可靠性的工藝等一系列的問題。所以我覺得硅光未來在混合集成之后的挑戰還是蠻大的。

　　Kirk Ouellette：下一代的數據中心里面向200G或者400G升級的時候硅光可以成熟。

　　甘甫烷：硅光子有什么技術需要進一步開發探索的呢?我很同意曾理剛剛說的封裝這一塊，因為芯片內部、器件大多數都有辦法而且已經成熟到一定程度，但封裝還沒有得到很好的解決，可以說現在封裝比芯片還要重要。如果封裝問題能夠解決，我覺得以后還是能大規模發展的。另外，說到硅光子的下一個產品會是什么，我覺得有兩個方向，第一是大規模，第二就是高密度。大規模什么意思呢，如果一年有一千萬的量對應兩萬個八寸片，一個月就有兩千片的市場，那么工廠就愿意接受了，如果沒有達到這個量是沒有意義的，所以我說硅光子的市場第一必須要有量，起碼每年有一千萬量級的市場需求我認為才是有價值的。如果有量跟上來了，市場的空間，價格的空間是非常大的。然后第二個就是高密度、多通道組，因為我這邊都是很多做光通訊的，我覺得我們做硅光子的應該把視野放開一點。

　　周治平：我的理解硅光的定義就是在硅的平臺上面，把微電子光電子給集成起來，那么這里面就帶來兩個最重要的特點，一個就是有可能大批量生產，這就可以降低成本，微電子就是因為這個大批量生產降低成本的;另外一個就是能耗的問題。硅激光電子的特點一定是集成，只有集成才能降低價格和成本。我們在硅激光電子里面做的包括剛剛大家提到的光源、調制器、波導、偏振器、旋轉器等單元的光電子器件，我們都是想通過硅材料以及CMOS的工藝，把他們在硅上面集成起來。北大通過863計劃，已經研制成功了國內第一款相干的transceiver 的一個接收與發射的芯片，100G的，可以傳到100公里，去年科技部就已經驗收了。到底他的優點在什么地方，我們是在一個國家光通訊重點實驗室里面，我當時看見旁邊教授都展示相干收發器，接觸跟發射，很大個，當時告訴我的價格大概幾十萬，那么我們做出的芯片就這么丁點大就是幾毫米乘幾毫米，這就是集成的優勢在這里。在通訊界，Acacia是非常成功的，在data center ，英特爾是比較成功的，那么下一步，到底是什么東西?我們不一定僅僅圍繞光通訊行業，所有的行業如物聯網，計算機通訊行業，只要有這種集成需要的，都可能下一步出來。關鍵是能不能應用，能不能應用和研究結合起來，要找到一個大的應用的場景。做一些小產品，說不定能更快地出來。

　　潘棟：以我們自己的經驗是這樣，第一就是還是跟著傳統的光器件架構來做，我們在傳統的光器件架構里面找一些發明創造，比方說我們在2000年以前還沒有鍺硅這個材料，我們現在基本上就可以把10G GeSi PIN/APD器件做的很便宜了，我們在傳統架構里繼續追求好于傳統材料更好的性能；另外一個就是關于集成，集成需要等產業鏈比較齊全的時候才會爆發，大概還需要一兩年的時間，就會有一個比較明確的可以看到的市場。在傳統架構領域繼續尋求自己的成本優勢和特殊性，在集成領域里面，現在已經可以把很多東西集成在一起，比如說探測器調制器等等。從我目前看到的，在未來兩年里，電芯片為了配合光芯片廠商，要開發大量的25G PAM4 or 50G PAM4芯片，集成這些芯片，到那時候，100G就是傳統芯片和硅光芯片角逐的地方，再往200G和400G走的話，從我這個角度來看的話，競爭優勢是非常明顯的。大概兩年后，集成芯片的趨勢會非常明顯。

　　黃首席：總結一下我的理解，下一個產品或應用，是更高速，更集成，低功耗。大家似乎有幾種不同的觀點，一個就是說要把單元器件做好，第二個就是要把集成做好，這是從技術來說有兩種不同的觀點。再一個就是有兩種不同的途徑，一個是做好高端，對成本不是太敏感，再一個就是一定要大量，沒有大量就很難實現他的規模效應。

　　最后想談一下比較敏感的課題，就是中國的學術界和工業界應該如何合作，共同推動硅光集成的產業化進程?國外產學研合作改變世界創新的例子比較多，但是國內比較少，政府兩邊也不知道相信誰。在座的是一個非常完美的團隊，既有學術界專家學者，又有企業界領導，所以請大家從國外成功的經驗或者國內可以借鑒的方式的角度討論下，如何通過產學研的合作推動硅光集成的發展?

　　潘棟：企業從不同角度，切入網，相干，數據中心等，來找應用。我的看法是學術界要和企業界多交流，也不要跟著別人去跑，選擇一個比較合適自己的路。

　　周治平：無論是新的領域，還是現在已經看到的領域，要去攻關，要去解決這個問題的時候，政府的投入是非常重要的。企業界單獨做不能做出來，因為企業家大都希望最近一段時間能看到成效與回報。所以這個問題我覺得，首先政府要大量地投入，然后學術界跟工業界，學術界要根據工業界的需求來研究，企業界要看看學術界，看看國內學術界做的怎么樣。比如說我們完全有這個相干芯片自主產權的，你們華為中興要是跟我們合作，我們說不定一年兩年就能把它弄出來。互相多看一看。

　　甘甫烷：硅光子很熱，但實際上處于一種很尷尬的狀態，因為一方面硅光子量還沒有起來，沒有真正大規模的市場接受它，但是如果這時候不把頭打開，很難讓市場接受硅光子。所以這是兩難的一個狀態。公司需要投很多錢，這是一個冒險的事情。其實現在中國本身硅光子的投資是蠻大的，科技部，十三五現在也在做，估計從明年開始，國家的投資不是幾千萬，肯定是多少個億，幾十個億的資金投進去的。中國的科技投資是產業界投資的一兩個量級，所以我覺得很應該把中國的科技資源利用起來，特別是硅光子沒有被市場大規模采用的情況下，很值得讓國家政府大規模投入。有一個關鍵，就是企業引領國家。企業提出需求，與中科院，高校，國家，一起來規劃布局。

　　曾理：企業界和學術界各有側重，企業更看重商業利益，在需求和應用方面企業更多是牽引和指導，向路標一樣。建議：學術界可以多考慮一些前沿的顛覆性的技術，為企業界前沿方向提供更多幫助。比如說剛說的挑戰，光源的集成問題，這幾年涉及一些顛覆未來的技術，學術界應該加大研究。另外就是平臺的問題，好現象是看到很多高校都開始自建加工平臺，但是需要企業跟高校學術界聯合起來，把各種分散的資源形成一種合力，最近學術界也討論了很多比如成立一些聯盟，把不同的資源，不同的平臺聯合起來。

　　（未經允許，不得轉載！）