这一段时间写AI比较多，周末也是这个议题，留言里有一个比较多的问题，硅光集成技术在AI中的作用。

不画图，写几个字聊聊这个事儿。

AI，人工智能，从早期的决策的智能，到现在的生成式智能，到未来的代理式智能，总之，不管啥样式的智能，都需要对电脑进行“训练”，才能让电脑具有“智能”的这个特点。

所谓的万卡集群，十万卡集群，说的就是一万或者十万个算力芯片组成一个“计算网络”，用来做训练，就约等于要想让电脑具有人脑思维方式，就得先读书，读足够量的书。

咱们的光模块，就是搬运书籍的一列火车，光纤就是运输书籍的一个道路。

除了硅光这列火车外，还有电缆模块（牛车），VCSEL的多模模块（三轮车），EML的单模模块（卡车）。

电缆模块的传输距离仅有几米，LED的光模块传输一二十米，VCSEL的多模模块传输距离三五十米到一两百米，EML和硅光模块都能覆盖几百米到几公里的距离。

AI用于大规模训练的组网，一般考虑到几公里就够了，当然还可以更大规模的组网，考虑几百几千公里啥的，今天暂且不了。

在目前AI组网的架构里，硅光主要的竞争对手是EML，而且薄膜铌酸锂也想加入到硅光与EML的竞争关系中，形成在500m、2km这一段传输距离的主要技术pk关系。

先聊一点点误区，其中广为流传的硅光优势的一个说法是，硅光的优势是速率更高，no，no，no。

EML的技术源于上世纪八十年代，采用InP材料制作而成，产业对InP材料用于EML的设计的理论十分成熟，目前已经进展到448Gbps。

硅光调制器呢，目前进展到200Gbps都十分困难。 反而薄膜铌酸锂TFLN的技术呢，可以到448Gbps。

448Gbps PAM4的信号速率，大约需要110GHz的带宽。EML与TFLN可以达到这个速率与带宽。

200Gbps PAM4，大约需要60-70GHz的带宽。这是硅光的速率与带宽。

回到主题，

AI的场景需要各种各样的通信技术，而硅光在通信领域也可以用来做多个内容，把硅光与AI组网场景的结合呢，限定主要对比范围单模通信且传输距离数百米到数公里的范围内，硅光与EML是主要的竞争关系（如旭创的很多光模块），间或提几句TFLN在这个范围内的优劣势。

今天暂不涉及硅光与铜缆模块的对比（二者工作领域不同），今天暂不涉及相干领域硅光与InP的对比（不是AI组网的主要应用模式），今天也不涉及硅光与VCSEL方案的对比（二者工作距离不同，有一定的交叉地带，但不是主要竞争关系）。

硅光与EML的竞争关系中，硅光的优势之一是容易集成。

EML的InP材料是化合物半导体，且需要对接生长，且内部DFB需要考虑单模，这几个因素叠加在一起，EML单颗芯片在晶圆上就是“挑选”出符合标准的那些良品。

EML并不是不能集成，之前咱就写过三菱的两颗EML的集成芯片。但是EML单颗选来选去的，本身良率就比硅光芯片良率低，如果集成后，则集成EML阵列的良率会呈现指数下降的现象。

硅是单元素半导体，不需要外延生长，更不需要对接量子阱那些十分艰难的工艺，所以硅做调制器啥的，良率很高的。集成多个调制器对硅这种材料而言，不是特别难的事儿。

硅光集成体系，除了有集成多个调制器的应用，还有多个调制器与多个探测器集成，还有多个调制器多个探测器再加波分等器件的集成，还有多个调制器探测器波分器件以及混合集成激光器的更高维度的集成。先回到主要的PK。

EML芯片本身并不大，只是单颗单颗的光路耦合封装，每一颗都需要电学信号的速率/阻抗/端接的设计，导致外围器件非常多，生产调试也是一颗一颗的慢慢进行。光模块的后期生产制造过程繁琐。

咱们取其中一颗EML的封装结构来看，EML的芯片是长宽高都是小于1mm的，比硅光芯片小，这句话先标个记号，一会儿还用到的。虽然EML芯片很小，但是需要做的事情可多。

硅光与EML的竞争关系中，硅光的优势之二是电信号的射频带宽更大。

这句话理解起来十分的拗口。我用图做个解释。刚才说的不画图只写字是吧，算了，还是画个图吧。

调制器的带宽是调制器的，咱现在说的是电信号的带宽。硅的调制器带宽不如EML那么大，比如产业可实现55GHz，用在单lane 200G的PAM4信号的调制。

可但是吧，由于硅这个材料在集成电路的电信号处理方面十分成熟，高精度的刻蚀工艺，让电信号的互联里的高速电信号（也叫做射频信号）的带宽很大。

EML里边用的是电吸收调制器，这个调制器的带宽，有很多厂家做到了100GHz以上的带宽。这是芯片的带宽哈，比硅光调制器的带宽更大一些。

可但是吧，用来封装连接EML的电信号的传统工艺，带宽比较低，大约在50-70GHz之间吧。这就是为什么EML厂家拼命研究如何提高“封装”带宽。用FC来提到打线工艺，等等等等。

看到这里，突然咱就明白，硅光与EML在AI的竞争关系中，处于同样的应用领域，但各有优缺点，矛盾是既统一又对立的。

薄膜铌酸锂呢，既可以集成，且可以集成在硅的衬底上，利用硅的集成电路的后期处理工艺，兼具了调制器的大带宽，以及射频信号较大带宽的优势，但薄膜铌酸锂的工艺不如硅光和InP那么成熟。

硅光与EML的竞争关系中，硅光的优势之三是光学集成与电学集成的3D封装。

硅这些个年做大的优势是做集成电路，现在慢慢的搞定了集成光路，虽然光学性能不太咋滴吧，但是把硅光芯片与电芯片做封装，则是手拿把掐的好处。

硅光器件难的不是电，难得是光，硅光芯片的封装难的也不是电，还是光。

硅怎么做好光学调制器啊，怎么做光学MZ调制器，怎么做光学微环调制器，怎么保持光学性能的稳定性等等。

硅光芯片封装考虑的是怎么和光纤耦合啊，硅光芯片怎么和CW光源耦合啊，这里头有无数个让人头疼的问题。

看一下台积电这个做集成电路的厂家，给的封装方案。

硅光与EML的竞争关系中，硅光的优势之四是未来的低成本高密度的潜力。

潜力这个说法呢，就是现在还没有，以后会有的。

硅的晶圆很大，可以做到8吋12吋，12吋就是直径300mm，而InP芯片的晶圆用的多是是2吋3吋，当然也有考虑到6吋的大InP晶圆，3吋的直径是75mm。

硅的大晶圆，做出来的话，如果未来产业规模很大很大，硅的光学工艺没问题了，硅光的市场已经拓展起来了，那么，批量制造的话，硅具有低成本的后续潜力。

硅的波导很小，比InP波导小一些，比现在的薄膜铌酸锂的波导也小，其波导的弯曲半径等等也很小，可以实现同样集成度下的话，硅的器件密度更高一些。

这个前提是同样的集成度，比如InP也是可以做MZ调制器的，也可以集成4个8个的，铌酸锂也一样，在同样集成度下，硅具有小型化与高密度的优势。

这也是刚才提到的一句话，是吧，EML的芯片比硅芯片要小。

200G EML的电吸收长度约80-100μm（<0.1mm），而200G的硅MZ的调制长度反而有1mm-2mm呢。咱不能这么对比，不在一个对比维度。

同样集成度同样设计结构下，硅光集对比比铌酸锂集成与InP集成，具有小型化与高密度的优势。

Ok，周六聊天来。