AI,人工智能,2023下半年在这个领域与高速的光模块的新型市场和技术,产生很大的交集。
下半年画了~1500个PPT图,有十几万字,今天上午做个小结。1500个图里边,抽出来200+页做线上解读,可能会超时,不想再压缩内容了。
2023下半年,写了一部分的高速以太网,一部分的干线传输,一部分的接入,和少量的激光雷达与光通信的共用基础技术。
其中用于AI场景的内容,占了一半的篇幅。略做个逻辑梳理。
算力增长,导致传输bit指数上升,需要的光模块就很多。
并行GPU,对于时延要求很苛刻
光模块数量增加,对功耗的要求变得苛刻,低功耗LPO,低功耗的硅光技术,低功耗的DSP设计,低功耗的VCSEL等等。
AI的断点计算需重新计算,对光模块的故障率要求很苛刻,光模块的气密封装就是用于提高可靠性。
800G、1.6T模块对于高速率器件,需求迫切,100G、200G的EML技术开始进入大规模制造的预期中。
英伟达的AI采用的是电交换技术,谷歌的AI技术采用了一部分的光交换,光交换具有更低功耗,更低时延的效果。电交换的阵列数更大,集成度高。光交换的阵列数小,集成度低,光学损耗大。
AI,对于模块的可靠性要求比传统数据中心更苛刻,以前的以太网用非气密封装,而现在的以太网高速模块需要气密来降低三五族材料的失效率
8通道的EML封装与探测器封装,采用BOX金盒做气密
还有采用玻璃上盖,硅上盖等透光材料做微型气密,降低成本。
还有一部分的准气密封装,液晶材料的阻水性和阻氧性是不错的,但是x轴和y轴呈现了不同的分子键合力,达不到长期气密
EML的4ch 8ch的封装,会采用大面积的TEC制冷,TEC用的碲化铋是颗粒状的,对应力比较敏感,旭创也有降低应力的一些技术。
谷歌的光交换,损耗大,通道数小,需要模块内置环形器,内置低损耗的ZBlock,以及高性能的EML
还有一些是采用单模激光器,来匹配多模光纤,替代多模通信传输距离不足的劣势
还有一些特殊的单模激光器来替代多模VCSEL,延长传输距离。
量子点的技术,则是窄线宽、低温漂系数,在高温下的模块功耗可以大幅度降低。也是研究热点。采用GaAs技术InAs量子阱,替代传统的InP量子阱激光器。
还有传统的多模高速光模块
硅光集成,低功耗和小型化高集成度,在AI场景里占比会超过VCSEL的市场和EML的市场份额,
硅光的优势,老生常谈。
硅光的劣势,产业链在不断的弥补。
劣势之一,硅波导光场很小,需要高精度耦合,其实现在的硅光光场,从亚微米,到9微米左右的单模光纤的适配,到几十微米直径的盲对准,发展是日新月异。在下半年里写了很多硅光的大模场的耦合方案
劣势之二,硅不能发光,基于硅的材料混合集成激光器,在下半年也写了不少。
劣势之三,硅调制器带宽不足,对于集成RC、LC等峰化或均衡电路来提升带宽的技术,也写了不少。
对于硅光集成的劣势,可以从技术的发展角度来观察其优化路径。
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