硅光正在新市场中使用

日期: 2020-07-09 作者: Gazettabyte 360 标签: 硅光 , 光模块 , 共封装光器件

到2025年,硅光的市场规模将增长八倍。市场研究公司Yole Développement在最新的硅光报告中称,这种技术可以在硅基板上制造光学组件。尽管光模块仍将占2025年收入的大部分,但硅光子学也正在新市场中使用。

Yole's market forecast of silicon photonics

资料来源:Yole Développement

市场预测

Yole的分析师埃里克·穆尼尔(Eric Mounier)表示:“我们正在进入一个超出(硅光)临界点的阶段。毫无疑问,硅光技术将会增长,并将在数据中心之外使用。”

Yole估计2019年全球硅光子市场为4.8亿美元,其中,数据中心光模块占主导地位。到2025年,市场规模预计将达到39亿美元,其中数据中心光模块将占据90%以上的市场。

到2025年,来自5G光模块、汽车、共封装光器件、光纤陀螺仪和生化传感器等新市场的收入将产生1.65亿美元的收入。

Yole的报告还着重介绍了一条日趋完善的供应链,共封装光器件的发展以及去年更多的硅光子学启动公告。

穆尼尔说,大型数据中心运营商,电信运营商和传感器公司似乎都相信硅光子技术是集成,降低成本和缩小互连和传感应用组件的关键技术。

光模块

数据中心光模块占据了硅光市场的大部分。2019年收入的四分之三来自数据中心光模块,覆盖范围从几百米到2公里和10公里不等。硅光市场由两个参与者主导:英特尔(Intel)和已经被思科(Cisco)收购的Luxtera公司。Mounier说:“对于100G光模块,与传统光学器件相比,硅光子技术可能是最常用的技术。” 2019年剩余的收入来自长距离相干光模块的销售,该市场由同样被思科(Cisco)收购的Acacia主导。

光模块供应链中涉及的其他公司包括旭创(Innolight)、瞻博网络(Juniper Networks)和阿里巴巴(Alibaba),它们与最近被诺基亚(Nokia)收购Elenion Technologies合作。惠普(HP)正在与多家公司合作开发从设备设计到最终产品的硅光供应链。5G的推出正产生对的10Gb和25Gb光模块的需求,将RRU与5G RAN的一部分基带单元连接在一起。Yole预测2025年5G光模块市场将达到6100万美元。

共封装光器件

去年,以数字芯片封装光学输入输出的方法被称为共封装光学,取得了显着进展。穆尼尔坚信共封装光器件是硅光的下一个重要应用。英特尔已经展示了与Tofino 2以太网交换机芯片包装在一起的光学器件。通过收购Barefoot Networks获得了收益。穆尼尔说,与英特尔交谈,他相信从现在起的两三年内,将会有第一个产品。其他追求共封装光学的公司包括Ranovus,Rockley Photonics,Ayar Labs和Sicoya。

每两年将以太网交换芯片容量增加一倍,是共同封装光学器件的关键驱动力。现有容量为25.6 TB的交换芯片,到2025年将交付51.2 TB的交换芯片。到2025年,还将有800 Gb可插拔收发器,但Yole表示,共封装光学器件提供了一种系统方法来增加通道数,以跟上不断增长的交换能力。

代工厂和设计公司

全球有10多家代工厂提供硅光服务。穆尼尔说,晶圆代工厂商对硅光子学很感兴趣,因为他们发现他们有机会填补自己的晶圆厂。Yole引用了GlobalFoundries与Ayar Labs、HP与TSMC、Sicoya与IHP Microelectronics以及Rockley Photonics与VTT Memsfab的合作方式。台积电还通过收购Luxtera与思科合作。

瑞典MEMS代工厂Silex Microsystems正在开发硅光子技术产品组合。“他们正在与许多开发电信光子平台的公司合作,”穆尼尔说。

也有几家设计公司为想要将产品推向市场的公司提供光子设计服务。示例包括VLC光子学,Luceda,光子设计和效果光子学。

穆尼尔说,光学设计需要并非所有公司都具备的专业知识。这种硅光子学设计服务使人们回想起大约20年前为电子行业提供类似服务的ASIC设计公司。

传感器

用于自动驾驶汽车和生化芯片的激光雷达是两个新兴的传感器市场,其中包括硅光子学。激光雷达(光检测和测距)使用光感测车辆的周围环境。

穆尼尔说,激光雷达系统体积庞大,价格昂贵,一辆汽车的前,后和侧面需要多个;硅光子学是集成此类设备的新兴平台。

两种激光雷达方法正在使用硅光子学:调频连续波(FMCW)激光雷达(也称为相干激光雷达)和光学相控阵。

对于相干激光雷达,激光的发射频率(由本地振荡器表示)和反射信号被相干地混合。这样可以恢复相位和幅度信息,以确定对象的位置和速度。

SiLC Technologies已开发出FMCW激光雷达芯片。两家公司与Varroc Lighting Systems合作,证明了Lidar已集成到汽车前照灯中。

穆尼尔说,激光雷达很复杂,可以使用除硅光子学之外的其他技术来实现。激光雷达用硅光子学有很多优点,但尚不清楚为什么将该技术用于汽车或机器人车辆。反过来,全球范围内正在出现的经济危机很可能会延迟自动驾驶汽车的发展。

其他传感器的发展包括Genalyte的基于硅光子学的生物传感器,该传感器使用激光器,微环谐振器和检测器来产生快速的生物学测试结果。这家美国公司在三轮融资中筹集了超过9000万美元。

法国公司Aryballe生产一种微型光子IC,它充当电子鼻(数字嗅觉)。穆尼尔说,使用硅光子学,您可以将所有东西集成在芯片上。它需要更少的包装和组装,并且最终得到的芯片很小。

新冠肺炎COVID-19

Yole表示,由于COVID-19大流行,硅光子学的出货量在2020年上半年被推迟。但是,尽管今年的硅光子学市场仍未达到最初预测的10%,但今年仍将增长。

穆尼尔说,每个人都在家工作,需要更多的网络带宽。对于数据中心和电信服务的收发器将继续存在需求。市场增长对电信业将是积极的,而国防和医疗等市场不会受到太大影响。