随着5G应用和云服务的激增，传统技术面临功耗和传输能力的根本限制，这推动了光学和硅技术的不断发展。硅光子学是一种进化技术，能够在密度、性能和经济方面实现重大改进，这是实现400G数据中心应用和推动下一代光通信网络所必需的。什么是硅光子学?它如何推动数据中心400G应用的革命?请继续阅读以下内容，找出答案。
什么是硅光子技术?
硅光子学(SiPh)是制造光子集成电路(PICs)的材料平台。它使用硅作为主要制造元素。与传统电子电路相比，PICs功耗更低，产生的热量更少，有望实现节能带宽扩展。
它推动了复杂光学子系统的小型化和集成到硅光子芯片中，极大地提高了性能、占地面积和功率效率。
传统光学与硅光子光学
下面是常规光学与硅光子光学的技术对比图，以QSFPDD DR4 400G模块和QDD DR4 400G Si为例:
400GBASE-DR4 QSFP-DD PAM4光模块与硅光子光模块的区别在于:400G硅光子芯片-突破了超大规模数据交换的瓶颈，在低功耗、占地面积小、成本相对较低、易于大批量集成等方面具有很大的优势。
硅光子集成电路为实现光子芯片与电子芯片的单片集成提供了理想的解决方案。QDD-DR4-400G-Si模块采用硅光子设计，高密度低耗相结合，大幅降低光模块成本，节省数据中心建设和运营费用。
为什么在数据中心采用硅光子学?
解决I/O瓶颈
全球不断增长的数据需求已经导致数据中心的带宽和计算能力资源被耗尽。面对日益增长的数据消费需求，芯片必须变得更快，它可以比信号传输进出的速度更快地处理信息。也就是说，芯片变得越来越快，但光信号(来自光纤)仍然必须转换为电子信号，才能与位于数据中心深处的板上的芯片通信。由于电信号仍然需要从光收发器传输一段距离，在那里它从光转换到处理和路由电子设备-我们已经达到了一个点芯片处理信息的速度比电信号进出的速度还要快。
减少电力消耗
加热和功耗是计算行业面临的巨大挑战。电力消耗将直接转化为热量。功耗会产生热量，那么功耗的原因是什么呢?主要是数据传输。据估计数据中心每年消耗200太瓦时——超过了一些国家的全国能源消耗。因此，世界上一些最大的数据中心，包括亚马逊、谷歌和微软的数据中心，由于天气寒冷，都位于阿拉斯加和气候相似的国家。
节省运营预算
目前，一个典型的超大型数据中心拥有10万多台服务器和5万多台交换机。他们之间的联系需要超过100万个光模块约1.5亿至2.5亿美元，占数据中心网络成本的60%，超过了交换机、网卡和电缆等设备的总和。高成本迫使业界通过技术升级来降低光模块的单价。采用硅光子学技术的光纤模块的引入有望解决vwin真人娱乐这一问题。
硅光子学在通信中的应用
硅光子学已被证明是实现下一代相干光通信和数据中心内部互连的有力平台。该技术可以支持从短距离互连到长途通信的广泛应用，为下一代网络做出了巨大贡献。
- 100G/400G数据通信:数据中心和校园应用(至10km)
- 电信:地铁和长途应用(100公里和400公里)
- 路由器、计算机、高性能计算中的超短距离光互连和交换机
- 功能性无源光学元件，包括awg、光学滤光片、耦合器和分光器
- 400G收发器产品包括嵌入式400G光模块，400G DAC断路电缆，发射器/接收器，有源光缆(aoc)，以及dac 400克．
硅光子学的现在与未来
Yole预测，硅光模块市场将从2018年的约4.55亿美元增长到2024年的约40亿美元，复合年增长率为44.5%。据Lightcounting统计，到2024年，整个数据通信高速光模块市场将达到65亿美元，硅光模块将占60%(20年3.3%)。
英特尔，作为领先的硅光子公司之一，在数据通信用硅光子收发器市场占有60%的份额。事实上，英特尔在短短几年内已经出货了超过300万台100G可插拔收发器，并继续扩大其Silicon Photonics的产品供应。和思科以26亿美元收购Accacia，以6.6亿美元收购Luxtera。其他公司Inphi而且NeoPhotonics正在提出具有强大技术的硅光子收发器。
原始资料来源:硅光子学:400G数据中心的下一次革命
