硅光技术概述 - 硅光是将硅半导体工艺与光通信技术结合，在硅片上制造和集成光器件，实现光信号传输和处理的集成光路技术 [17][19] - 行业普遍认为硅光是光通信的未来，英伟达、英特尔、思科等科技巨头均在力推该技术 [2] 硅光技术原理与架构 - 硅光技术是CPO共封装光学技术的核心思想，旨在将网络交换芯片和光引擎光模块进行共同封装 [14][17] - 硅光光模块采用CMOS制造工艺，直接在硅基材料上制造调制器、探测器及无源光学器件，集成度显著高于传统光模块 [29] - 硅光模块内部通过硅基波导传输光信号，其传输损耗极低小于0.1dB/cm，且波导宽度和弯曲半径可分别缩减至约0.4微米和2微米 [53][54] 硅光与传统光模块的对比 - 传统光模块采用分立器件封装，组件多且依赖昂贵的III-V族材料如InP磷化铟和GaAs砷化镓 [22][25][68] - 硅光模块主要采用成本较低的硅基材料，硅衬底价格约为InP衬底的二十分之一 [68] - 传统800G光模块功耗可能超过18W，而硅光模块通过高密度集成和减少连接损耗，功耗可降低约40%，800G模块功耗控制在14W左右 [69] - 硅光模块体积比传统模块缩小约30%，有利于高密度部署场景如AI算力集群 [66][67] 硅光模块的关键组件与技术挑战 - 激光器是硅光模块的短板，由于硅是间接带隙半导体不适合发光，通常采用外挂III-V族材料激光器的方式解决，如使用InP基的CW连续波激光器芯片 [45] - 硅基调制器常见方案有马赫-曾德尔调制器和微环谐振腔调制器，后者尺寸紧凑仅几十微米，但在超高速率如1.6T及以上场景信号稳定性需提升 [48][51] - 光耦合是硅光模块的痛点，微小偏差会导致较大插损插入损耗，需采用高精度自动耦合封装设备将插损控制在1dB以下 [61][62] - 硅光产业链目前存在标准化不足的问题，各厂商封装接口与驱动协议尚未统一，阻碍了规模量产 [73] 硅光的应用领域与市场前景 - 光通信是硅光最主要且落地最快的应用领域，受AI算力集群带动，光模块正进入800G放量并向1.6T发展 [75][76] - 业界估计硅光在800G模块中占比35%-40%，在1.6T模块中占比将达80% [79] - 根据LightCounting预测，2025年硅光模块市场规模将超60亿美元，年增长率超40% [79] - 国际半导体产业协会SEMI预测，2030年全球硅光市场规模预计将达到78.6亿美元，年复合增长率25.7% [79] - 硅光其他应用方向包括激光雷达可使其体积缩小至硬币大小成本降至百美元级、光计算其能效比传统电子芯片高出数个数量级、以及生物传感等 [80][82][85][87] 行业竞争格局 - 科技巨头如英特尔、英伟达、思科、IBM等正积极布局硅光技术，投入资源进行研发和产线建设 [91] - 国内企业包括中际旭创、熹联光芯、华工科技、新易盛、光迅科技等行业核心企业均在硅光领域有所布局 [91]