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SiPC 2021 | 華為謝耀輝:從數通應用看硅光的現在與未來

SiPC 2021 | 華為謝耀輝:從數通應用看硅光的現在與未來

【概要描述】? ? ? 10月28日,在第四屆中國硅光產業論壇上,華為數通產品線產品規劃專家謝耀輝發表《從數據通信應用看硅光的昨天、今天與明天》演講報告,從數據通信的訴求,講述了硅光從現在規模上量的DWDM SFP100G,持續耕耘的400G的產業狀況,到以及對未來的后400G的走勢與預判。 ??謝耀輝博士表示,2019年第二屆中國硅光產業論壇時,他曾希望硅光能在數據通信上達到更高的集成度,更少器件,能夠規模上量,提升集成能力,并充分減少內耗。 ??兩年過去了,硅光究竟發展如何? ??首先,硅光的優勢在于極大減少了輔助器件的數量,謝耀輝博士認為理想中的我們希望把硅光模塊做成像芯片一樣,但是從已經商用的100G 500m&2km模塊發貨量和Intel硅光發貨量占比來看,硅光模塊發貨量仍未達到占主流的水平。目前硅光存在兩大痛點:1.耦合插損大(光源、合分波、尾纖耦合)2.大功率CW DFB Laser。100GDWDM SFPCWDM4硅光方案相比傳統的DML方案從功耗到成本都沒有優勢。 ??今年CIOE光博會上,各模塊廠商幾乎都有400G DR4的硅光方案,但方案都各不相同,這也造成了方案碎片化,且至今未量產上規模。謝耀輝博士拿目前400G的硅光、DML、EML三種方案做了對比,可以發現DML方案逐步成熟化,硅光方案面臨挑戰。 ??未來,可插拔和芯片出光CPO將如何發展? ??今年OSFP MSA組織推出了OSFP-XD封裝規范,讓可插拔光模塊支持的通道數由現在主流的4通道提升到16通道。這一規范可以讓可插拔光模塊往1.6T演進,延長了它的生命力。 ??為什么說多路集成給硅光提供了機會窗?通過通道數和良率的曲線關系圖可以看出,2lanes和4lanes表現穩定,而超過8lanes的集成,尤其是32lanes的良率下降非常明顯。業界主流的傳統可插拔模塊為4lanes,隨著多路要求的提高,傳統可插拔模塊力不能及,此時硅光是一個很好的切入點。 ??隨著路數的提升,光互連的帶寬隨之變大,比如100G 16路就是1.6T,200G 16路就是3.2T,這么大的帶寬承載的數據如何保證可靠應用,這面臨了很大的工程挑戰。 ??隨后謝耀輝博士列舉了英特爾芯片出光的方案,它把外置光源做成可插拔的,引入雙光源備份,通過光源的池化和外置解決集成問題,但增加了鏈路耦合損耗。英特爾硅光方案將光源池備份,16路通道給了32路光源,可靠性提升,但是其復雜的工程工藝集成也造成成本上升。 ??芯片出光的目的是實現低功耗,通過光引擎和主芯片的Die距離縮短降低內部功耗。目標使用MCM場景,多Die堆疊,25mm互連,實現鏈路最小功耗,功耗做到pJ/bit,但當前可插拔模塊的功耗是25pJ/bit,挑戰仍然很大,現在有一種解決方案即采用NPO,通過增加XSR+場景,芯片與芯片,OE互連,50mm互連,降低風險,但卻喪失了一定功耗優勢。 ??謝耀輝博士判斷,未來要實現芯片出光要到2025年左右,CPO大規模商用的前提條件要達到30%+的功耗優勢和50%+的成本優勢作為驅動力。隨后進行了未來演進預判:4lanes還是使用非硅光,包括4*200G實現800G的方案;16lanes則是芯片出光發力的時候;8lanes可以使用非硅光或硅光,比如硅光也可以做到可插拔。 ??最后謝耀輝博士總結到,400GDWDM SFP可插拔模塊主要是以4路為主的傳統模塊,800G可插拔模塊用4路為主,8路為輔的傳統模塊。3.2T OE芯片出光以硅光為基礎,發揮16路的規模集成優勢。

SiPC 2021 | 華為謝耀輝:從數通應用看硅光的現在與未來

【概要描述】? ? ? 10月28日,在第四屆中國硅光產業論壇上,華為數通產品線產品規劃專家謝耀輝發表《從數據通信應用看硅光的昨天、今天與明天》演講報告,從數據通信的訴求,講述了硅光從現在規模上量的DWDM SFP100G,持續耕耘的400G的產業狀況,到以及對未來的后400G的走勢與預判。



??謝耀輝博士表示,2019年第二屆中國硅光產業論壇時,他曾希望硅光能在數據通信上達到更高的集成度,更少器件,能夠規模上量,提升集成能力,并充分減少內耗。

??兩年過去了,硅光究竟發展如何?

??首先,硅光的優勢在于極大減少了輔助器件的數量,謝耀輝博士認為理想中的我們希望把硅光模塊做成像芯片一樣,但是從已經商用的100G 500m&2km模塊發貨量和Intel硅光發貨量占比來看,硅光模塊發貨量仍未達到占主流的水平。目前硅光存在兩大痛點:1.耦合插損大(光源、合分波、尾纖耦合)2.大功率CW DFB Laser。100GDWDM SFPCWDM4硅光方案相比傳統的DML方案從功耗到成本都沒有優勢。

??今年CIOE光博會上,各模塊廠商幾乎都有400G DR4的硅光方案,但方案都各不相同,這也造成了方案碎片化,且至今未量產上規模。謝耀輝博士拿目前400G的硅光、DML、EML三種方案做了對比,可以發現DML方案逐步成熟化,硅光方案面臨挑戰。

??未來,可插拔和芯片出光CPO將如何發展?

??今年OSFP MSA組織推出了OSFP-XD封裝規范,讓可插拔光模塊支持的通道數由現在主流的4通道提升到16通道。這一規范可以讓可插拔光模塊往1.6T演進,延長了它的生命力。

??為什么說多路集成給硅光提供了機會窗?通過通道數和良率的曲線關系圖可以看出,2lanes和4lanes表現穩定,而超過8lanes的集成,尤其是32lanes的良率下降非常明顯。業界主流的傳統可插拔模塊為4lanes,隨著多路要求的提高,傳統可插拔模塊力不能及,此時硅光是一個很好的切入點。



??隨著路數的提升,光互連的帶寬隨之變大,比如100G 16路就是1.6T,200G 16路就是3.2T,這么大的帶寬承載的數據如何保證可靠應用,這面臨了很大的工程挑戰。

??隨后謝耀輝博士列舉了英特爾芯片出光的方案,它把外置光源做成可插拔的,引入雙光源備份,通過光源的池化和外置解決集成問題,但增加了鏈路耦合損耗。英特爾硅光方案將光源池備份,16路通道給了32路光源,可靠性提升,但是其復雜的工程工藝集成也造成成本上升。

??芯片出光的目的是實現低功耗,通過光引擎和主芯片的Die距離縮短降低內部功耗。目標使用MCM場景,多Die堆疊,25mm互連,實現鏈路最小功耗,功耗做到pJ/bit,但當前可插拔模塊的功耗是25pJ/bit,挑戰仍然很大,現在有一種解決方案即采用NPO,通過增加XSR+場景,芯片與芯片,OE互連,50mm互連,降低風險,但卻喪失了一定功耗優勢。

??謝耀輝博士判斷,未來要實現芯片出光要到2025年左右,CPO大規模商用的前提條件要達到30%+的功耗優勢和50%+的成本優勢作為驅動力。隨后進行了未來演進預判:4lanes還是使用非硅光,包括4*200G實現800G的方案;16lanes則是芯片出光發力的時候;8lanes可以使用非硅光或硅光,比如硅光也可以做到可插拔。

??最后謝耀輝博士總結到,400GDWDM SFP可插拔模塊主要是以4路為主的傳統模塊,800G可插拔模塊用4路為主,8路為輔的傳統模塊。3.2T OE芯片出光以硅光為基礎,發揮16路的規模集成優勢。

  • 分類:行業新聞
  • 發布時間:2021-12-29
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      10月28日,在第四屆中國硅光產業論壇上,華為數通產品線產品規劃專家謝耀輝發表《從數據通信應用看硅光的昨天、今天與明天》演講報告,從數據通信的訴求,講述了硅光從現在規模上量的DWDM SFP100G,持續耕耘的400G的產業狀況,到以及對未來的后400G的走勢與預判。

  謝耀輝博士表示,2019年第二屆中國硅光產業論壇時,他曾希望硅光能在數據通信上達到更高的集成度,更少器件,能夠規模上量,提升集成能力,并充分減少內耗。

  兩年過去了,硅光究竟發展如何?

  首先,硅光的優勢在于極大減少了輔助器件的數量,謝耀輝博士認為理想中的我們希望把硅光模塊做成像芯片一樣,但是從已經商用的100G 500m&2km模塊發貨量和Intel硅光發貨量占比來看,硅光模塊發貨量仍未達到占主流的水平。目前硅光存在兩大痛點:1.耦合插損大(光源、合分波、尾纖耦合)2.大功率CW DFB Laser。100GDWDM SFPCWDM4硅光方案相比傳統的DML方案從功耗到成本都沒有優勢。

  今年CIOE光博會上,各模塊廠商幾乎都有400G DR4的硅光方案,但方案都各不相同,這也造成了方案碎片化,且至今未量產上規模。謝耀輝博士拿目前400G的硅光、DML、EML三種方案做了對比,可以發現DML方案逐步成熟化,硅光方案面臨挑戰。

  未來,可插拔和芯片出光CPO將如何發展?

  今年OSFP MSA組織推出了OSFP-XD封裝規范,讓可插拔光模塊支持的通道數由現在主流的4通道提升到16通道。這一規范可以讓可插拔光模塊往1.6T演進,延長了它的生命力。

  為什么說多路集成給硅光提供了機會窗?通過通道數和良率的曲線關系圖可以看出,2lanes和4lanes表現穩定,而超過8lanes的集成,尤其是32lanes的良率下降非常明顯。業界主流的傳統可插拔模塊為4lanes,隨著多路要求的提高,傳統可插拔模塊力不能及,此時硅光是一個很好的切入點。

  隨著路數的提升,光互連的帶寬隨之變大,比如100G 16路就是1.6T,200G 16路就是3.2T,這么大的帶寬承載的數據如何保證可靠應用,這面臨了很大的工程挑戰。

  隨后謝耀輝博士列舉了英特爾芯片出光的方案,它把外置光源做成可插拔的,引入雙光源備份,通過光源的池化和外置解決集成問題,但增加了鏈路耦合損耗。英特爾硅光方案將光源池備份,16路通道給了32路光源,可靠性提升,但是其復雜的工程工藝集成也造成成本上升。

  芯片出光的目的是實現低功耗,通過光引擎和主芯片的Die距離縮短降低內部功耗。目標使用MCM場景,多Die堆疊,25mm互連,實現鏈路最小功耗,功耗做到pJ/bit,但當前可插拔模塊的功耗是25pJ/bit,挑戰仍然很大,現在有一種解決方案即采用NPO,通過增加XSR+場景,芯片芯片,OE互連,50mm互連,降低風險,但卻喪失了一定功耗優勢。

  謝耀輝博士判斷,未來要實現芯片出光要到2025年左右,CPO大規模商用的前提條件要達到30%+的功耗優勢和50%+的成本優勢作為驅動力。隨后進行了未來演進預判:4lanes還是使用非硅光,包括4*200G實現800G的方案;16lanes則是芯片出光發力的時候;8lanes可以使用非硅光硅光,比如硅光也可以做到可插拔。

  最后謝耀輝博士總結到,400GDWDM SFP可插拔模塊主要是以4路為主的傳統模塊,800G可插拔模塊用4路為主,8路為輔的傳統模塊。3.2T OE芯片出光以硅光為基礎,發揮16路的規模集成優勢。

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