10月,市场研究和策略咨询公司法国悠乐(Yole)发布了名为《用于数据中心和其他应用的硅光电器件》的技术和市场分析报告。
Yole的资深技术和市场分析师Eric Mounier博士
Kotura前CEO现任ARCH创业合作人Jean-Louis Malinge。
报告审视了硅光电器件及在数据中心应用的现状、趋势和未来挑战,详细描述了多个应用领域、硅光电器件的优势,并对产业供应链进行了全面分析。
1.到2025年,硅光电器件在数据中心和其他几个新兴应用领域的市场销售总值将达到数十亿美元。
2.硅光电器件市场即将引爆,出现巨大增长。
3.在数据中心的应用占主要份额,自动驾驶用激光雷达和生物化学传感器呈现巨大需求。
4.该领域的风险投资将持续增加,还将诞生几家初创企业。
尽管数据中心的机柜中目前仍在大量使用铜线缆,但现有数据传输技术将很快到达性能极限,如带宽、成本、功耗等。随着通信带宽和传输数据的增加,光链路变为必须。硅光电器件是混合了光电、硅互补金属氧化物(CMOS)和先进封装技术的令人激动的技术。这种组合的好处包括半导体晶圆制造的微缩能力及成本的削减。Jean-Louis Malinge说:“硅光电提供了硅技术优势,包括比传统光电器件更高的集成度、可嵌入更多功能、更低功耗和更高的可靠性”。硅光电器件在数据中心带来的优势如下图所示。
图为硅光电器件将在数据中心中发挥重要作用
回到2000年,Bookham是首个实现硅光电器件商业化的企业,产品是阵列波导光栅和收发器。然后就到了2006年,Kotura实现了可变光衰减器。随后跟上的是英特尔这类公司,他们不仅在2016年实现了研究成果的商品化,还带来了更多产品,发展重点是硅光电收发器,目前大多是满足100G网络传输应用,下一步将很快将达到400G。如下图所示。
图为硅光电收发器件产品发展路线图
芯片级硅光电器件产业目前处于平稳状态,2015年市场销售总额不足4000万美元,该数据到2025年将达到15亿美元,其中数据中心应用12亿美元,其他应用3亿美元。封装于一体的硅光电收发器市场将在10年内达到60亿美元,如下图所示。
目前,只有极少的几家企业真正在公开市场提供产品,包括Mellanox、Cisco、Luxtera、Intel、STMicroelectronics、Acacia和Molex等。未来随着投资的活跃,将出现几家初创企业。
图为硅光电器件市场发展预测
硅光电器件当下最好的应用领域是数据中心,也包括其他硅光电器件可以支撑的应用,如高性能计算机、远程通信、传感器、生命科学、量子计算机和其他高端应用。
未来,在信号传输和处理方面,2020年及以后,硅光电器件将远超过铜电缆的传输能力,并用于高速信号传输中;2025年及以后,硅光电器件将更多地用于信号处理中,如处理器芯片中多个处理核之间的互连。同时,因为硅光电能推进光功能的集成和小型化,自动驾驶汽车所用的激光雷达,以及生物化学和化学传感器将获得重点发展。
激光雷达是成本昂贵、体积巨大的设备,将其集成到车上是一个巨大的挑战。随着先进驾驶辅助系统(ADAS)市场预计在2017年将达到39亿美元,基于硅光电技术的激光雷达将扮演重要角色。硅光电器件可使激光雷达无需移动部件,能够耐受汽车驾驶中的各种恶劣环境。去年8月,MIT的光电微系统组宣布成功完成DARPA的一个项目,使用硅光电技术实现芯片级激光雷达,单片集成了可控传输和接收相控阵,以及在片锗光电探测器。
生物化学和气体传感器并不是新的东西,一些应用也都已经存在了一段时间。但随着技术发展,出现了大量具有前景的便携式应用,对气体感知的兴趣变得日益高涨。很多公司都已将生物或化学传感器集成到智能手机或可穿戴设备放置到公司的发展路线图上,但尺寸、成本和敏感度都仍是待解决的问题。为进一步推动光学气体传感器的小型化,一些公司已经考虑将硅光电技术作为其设备的一个集成平台。
硅光电技术已数年处于研发状态,现在仍需由Facebook、亚马逊、微软等网络通信(Webcom)公司艰难推进。要满足未来发展,还需要解决以下挑战:
图为硅光电产业链
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