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AI专题系列
深度研究报告:《
AI专题:AI爆发迎产业“奇点”,硅光大规模应用在即
》
(报告出品方:海通证券)
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核心观点
硅光的核心思想是融合 CMOS 和光子技术的优势,硅光融合了 CMOS 技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性以及光子技术超高遂率、超低功耗的优势,把原本分离器件众多的光、电元件缩小集成到一个独立微芯片中。与传统光电子相比,硅光具备集成度高、成本低、功耗低等显著优势。自1969 年贝尔实验室提出硅光子技术至今,硅光技术从概念逐步走向成熟,根据Yole 官网,2022年全球硅光芯片市场空间为 6800万美元,预计到2028年将增长到6亿美元以上,22-28年CAGR达44%,广泛应用于通信、计算、传感等市场,
相干打开硅光的早期应用,相干下沉和全光网络为增长点。基于硅光技术的相千模块,低成本、低功耗优势凸显。2014年3月,Acacia发布首款具有相千光模块功能的单芯片硅光子集成电路,相千打开硅光的早期应用。我们认为,随骨千网和城域网的升级扩容,全球A|和云计算数据中心高速建设,国内“东数西算”工程持续推进,相千技术有望持续扩大市场,此外,硅光可应用于全光网络 ROADM 系统中的 WSS 器件,具有成长潜力,
Al 成为“杀手级”应用,有望快速渗透。硅光的“鸡蛋问题”,本质就是规模生产和硅光优势之间的短期矛盾,我们认为,A推动光通信需求快速释放,以及硅光工艺生态完善,硅光渗透率有望快速提升,大型科技公司和主要客户的决策也将最终推动硅光技术在 A| 中的广泛应用,A1 需求背景下,竞争路线速率、供给、功耗存在瓶颈,硅光优势明显。根据Lightcounting 官网,预计硅光光模块在光模块中的整体份额将从 2022年的24%提升至2028年的44%,
LPO、CPO、010系光互联未来趋势,硅光更加契合。1)长期来看,LPO具有低功耗、低延迟、低成本和可热插拔等优势,硅光方案可以提供更好的线性度;2)CPO 将光芯片与交换芯片在基板上封装在一起,进一步降低功耗,提高带宽,为了满足 CPO的要求,需要开发先进的硅光子制造技术和元件结构;3)OI0 主要为实现低功耗、高带宽、低延迟的光互连,仍处于行业早期阶段,有望快速发展,硅光技术可能是 O10 的唯一光学解决方案。
硅光技术:旨在实现电子和光子的深度融合和统一
硅光的核心思想融合 CMOS 和光子技术的优势。
硅基光电子,简称硅光,是以硅和硅基衬底材料(如 SiGe/Si、SOl 等)作为光学介质,通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件(包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等),并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理,以实现其在光通信、光传感、光计算等领城中的实际应用,
硅光融合了 CMOS 技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性以及光子技术超高速率、超低功耗的优势,把原本分离器件众多的光、电元件缩小集成到一个独立微芯片中,实现高集成度、低成本、高速光传输。
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