如何評價Intel 首次推出的應用於數據中心的高速硅光子晶元？

01-14

http://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/silicon-photonics/silicon-photonics-overview.html?wapkw=silicon+photonics
Intel IDF16上發布新產品：用於數據中心的高速硅光子晶元，可將數據傳輸速度提高到100G/s
是否可以認為silicon photonics的產業化時代會到來？
以及用於數據中心的硅光子晶元有多大市場？

瀉藥，拋磚引玉。

光互聯和光通信產業需要以下幾種器件：

1、無源器件：耦合器、分束器、波分復用器、光開關、光調製器

2、有源器件：激光器、放大器、探測器

基本上，這些東西是這麼連接的：

激光器——&>調製器——&>其他無源器件（也許有放大器）——&>探測器

在Intel之前，

硅能做的有：耦合器、分束器、波分復用器、探測器

不能做的有：光調製器、激光器、放大器

Intel做了什麼？

光調製器。

放一張之前的圖。

除了激光器他們得外接，導致工藝很麻煩，尺寸也很大。

現在的產品應該比這張圖好很多，所以他們出的產品是光發射模塊（transceiver），估計借用某種工藝將其他半導體激光器和硅光調製器整合在一起；硅激光器現在應該做不到。

至於silicon photonics的產業化，上面提到的硅能做的器件基本都用硅做了，很多無源器件應該說已經廣泛應用在光通信產業中了。這次新出的能夠達到100GHz的硅光調製器，我估計在光通信產業中競爭力未必強，因為有很多調製能力更強的調製器，而且還要考慮綜合性能，其他材料的調製器已經比較成熟了；對於數據中心，應該問問數據中心的人，但既然Intel能這麼做，想必有充分的市場調研吧。

其實，科研界已經在硅基光有源器件上付出了很多努力，比如這篇直接在硅襯底上做量子點激光器，http://www.nature.com/nphoton/journal/v10/n5/full/nphoton.2016.21.html，應該說應用性很強，未來有可能真的迎接silicon photonics的大規模應用

最後的最後，畢竟當年是夢想著光子計算機的少年啊~~~~~~~

微軟已經在逐漸使用這項技術了。

不只是Intel，今年早些時候有一個惠普工程師來過浙大，也表示惠普兩三年內會推出相應的硅光器件產品。

個人覺得硅光還是有潛力的，將來相關的新聞也會越來越多，不過未來能否大規模商用，還是要看其他相關技術的發展以及市場的反應。

其實Intel很早就做出過這些東西（貌似沒有100G?），只是沒有商業化。現在把東西做出來了，想必也是覺得時機成熟（其實是工程師總於把器件的問題解決了）。要說產業化來臨，可能不見得這麼快，因為還是有成本，工藝，速率的問題。

之前看過一次會議的slides，大體講的是data center的目標是能做到400G。。。25G單路，分16路傳輸的話可以做到，不過16路也是有問題的（能盡量少幾路效率當然高一些，也不必在波分復用時太密集）。每路傳50G也不行，調製器和ADC這麼高速挺難做。可以在單路上用PAM4調製（四電平），這樣信息量加倍。

Intel這個100G嘛，馬馬虎虎及格吧，算是達到了當前的要求。不過硅光產業化還沒起飛，現在整體來看集成度還是不夠高，工藝誤差大。

之前做過一個微環器件，雖說去新加坡流的片，但是只是停留在微米量級，這和微電子比差大發了（而且工藝誤差大啊。。。這破片子更本調不動，垃圾工藝毀我青春）。

不過數據中心的大量需求是擺在那裡的，低速高耗能還會串擾的電互聯，必然要被光互聯所取代。全球數據化的腳步越來越快了，當互聯網屆都在各種展望未來的時候，如果沒有數據中心的支持，那大家都別做夢了。

說起來，硅本來是個間接帶隙半導體，不適合做光器件，然而也一步步發展到了今天，看來沒什麼困難是科研人員解決不了的嘛天大，地大，腦洞最大

我記得是三年前也就是2013年思科就推出過基於硅光子技術的100g cpak模塊，不知道為什麼英特爾這個就成了首次應用了。

再看了一下標題，原來是英特爾的首次，那就O了

我來講個小故事。。。

大概前年吧，聽過中科院半導體所集成光電子研發中心主任黃老師的報告，黃老師是做微腔的，半導體波導帶通一類，然後宣傳的學生海報上就寫著『光計算改變未來blabla』。

黃老師為人特別謙虛，然而台下微電子系的教授還是來砸場子了

"您好，您這個光計算是陽春白雪，我不懂啊，我是搞微電子的，但我剛剛聽您說微腔尺度在微米級是嗎，我們做電子的一般光刻尺度在幾十納米量級，intel要做到7納米，這個差距還是比較大吧。這個怎麼取代微電呢"

"嗯您說的對，那微電子是我們老大哥不能比不能比，我們這是老大哥發展受了阻，小老弟幫幫忙，從來沒想過要取代老大哥的地位，" 黃老師扶額頓了一下，"取代微電子是不可能的。"

"不敢當不敢當，體量大而已，現在的學生啊聽風就是雨，領導也是，前兩天我們領導一看這海報就問我，人家都做光計算了，你們弄這些電路板幹嘛啊，這讓我怎麼講嘛你說是不是，微電子遇到點障礙我們還是有很多辦法的blablablablablabla。。。"

看完以上的對話，題主你覺得呢~~~

然而。。。不要灰心，講座結束後我找到了這位微電子系的教授答疑解惑

『老師，摩爾定律是不是要終結了啊？』

『所以你們這些學生啊，動不動就摩爾定律終結什麼的，年紀輕不懂沒關係，多了解了解清楚再說話，』他擰了擰手上的金戒指，『我告訴你，就我這輩子，不對，就你們這輩子，也是看不到摩爾定律終結的那天！！！我們有好多辦法吶~~~』

『老師，我覺得我還是能看到那一天吧。。。』

我也不知道他是不是能看到這一天，反正我是已經看到了。

跟學生裝逼，何至於呢~

PS：Intel一直在做片上互聯，去年還和Berkeley，CU Boulder一起發了文章，NIST肯定有人在做這塊，R也是。。。我還是勸你學CS hiahia

100G的電已經不遙遠了，100G的光解決了可靠性和成本問題，也不會太遠。

為我指明了未來投資方向，

傳輸速度又不夠用了

準確的說Intel 採用的是內置混合集成激光器+硅調製器方案，第一個推出硅光方案的是lextura，ST代工,他們採用外置激光器+硅調製器方案。

Intel 主推PSM4模塊，這個性能貌似優於lextura的PSM4。對於CWDM的模塊，Intel的確是第一家推出的，但是我覺得intel應該還沒有解決良率的問題，似乎也沒有給客戶送樣。

100G光模塊非硅光的方案早就量產了，但如果Lextura或者Intel PSM4光模塊價格降能到175美元以下，傳統方案就很難與之競爭了。

硅光設計不難，難在工藝！

為什麼是硅光，首先硅光有一個很大的優勢它可以直接用傳統半導體的製備工藝，所以是CMOS兼容的。其次相比基於電子的半導體，硅光基於光子天然速度就比你快，根本就不是一個數量級的。技術上來講傳統的與硅光其實很大程度上是通的，硅光要發展主要還是需要更成熟的設計。

硅光的核心是硅的調製器，但是在數據中心，由於距離短，小於2KM，大部分直調的4X25G QSFP28+也是可以用，而且，直調的設計簡單，成品率高，只要直調激光器價格降下來，比英特爾硅光方案有競爭力。硅光真正有意義的地方在200G、400G需要8路集成的時候。不過PAM4的廣泛應用會降低並行數量和激光器的要求，所以，硅光真正的價值是長距離傳輸，城域80-100KM

加一點：

既然確定是用的external modulation，那理論上功耗一定要比普通的比如說avago的模組要大。沒有人會在short-haul用external modulation。而且貌似這裡用的是single-mode，我猜輸出power可能較低。只看速度不看其他性能的話還是很難比較的。

而且，optical link的瓶頸從來都是vcsel本身，而不是modulator（LiNbO3 的帶寬高於現在用的vcsel）。現在器件沒換，只是用硅基材料做的modulator，可以說是有點捨本逐末。比如說，現在完全可以用40G的LiNbO3做一個4x40G的模組，但是一定沒有市場（所以確實沒有人這麼做）。

另外，應當對計算和通訊做出嚴格區分。現在是沒有光計算的技術/市場的。這裡的晶元是用於數據中心短途通訊的，用於替換金屬數據線。現在常規技術發展穩健，100G的模組早就廣泛應用了。硅光還有很長的路要走。

100g的產品早就有了現在百度去年在內蒙建設的數據中心就是用的100g 阿里巴巴今年在建的數據中心也是100g. 騰訊還不清楚，不過也差不多.不知道題主是針對intel問的還是針對這個產品.

Intel很早就做出過這些東西，傳輸速度快，未來能不能大規模應用，看後續開發和市場唄。