随着传统分立可插拔模块方案升级迎来瓶颈,“光摩尔定律”的延续将依赖新的技术方案商用,其中硅光子集成技术或为成本效率提升、解决带宽升级瓶颈的最优选择。这一技术涵盖了硅光器件、硅光芯片和硅光模块三大产品类别。作为一种平台型技术,硅光技术以其高速率、高集成度、低成本、低功耗和小型化等优点日益显现,并已在光通信、光传感、光计算、智能驾驶、消费电子等多个领域得到广泛应用。
特别是硅光模块,相较于传统模块具有明显优势,预计未来将迎来快速增长。
在本文中,我们将深入探讨硅光技术行业,分析硅光技术的优势、未来的发展趋势以及它的应用领域。
我们将详细对比基于硅光技术的光模块与传统光模块的区别和优势,并对当前市场需求现状进行深入分析。此外,我们还将梳理硅光产业链,分析其关键组成部分和生产流程,并列举可能从中受益的相关公司。希望通过这些内容,能够增进大家对硅光技术行业的认识和理解。
目录
一、行业概述..........1
二、硅光光模块对比传统光模块 ..........7
三、市场需求分析 ..........10
四、产业链分析..........21
五、相关公司..........36
六、参考研报..........39
一、行业概述
1、概念硅基光电子,简称硅光,是基于硅和硅基衬底材料,利用现有 CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光子技术是利用硅和硅基衬底材料(如 SiGe/Si、SOI 等)作为光学介质,通过集成电路工艺来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),这些器件用于对光子的激发、处理和操纵,实现其在光通信、光互连、光计算等多个领域的应用。2/39
2024 年 8 月 19 日行业|深度|研究报告
2、硅光子技术优势硅光子技术是实现光子和微电子集成的理想平台。在当前“电算光传”的信息社会下,微电子/光电子其技术瓶颈不断凸显,硅基光电子具有和成熟的 CMOS 微电子工艺兼容的优势,有望成为实现光电子和微电子集成的最佳方案。
从需求发展来看,光电子和微电子集成源动力来自于微电子/光电子各自的发展需求,微电子方面,深亚微米下电互连面临严重的延时和功耗瓶颈,需要引入光电子利用光互连解决电互连的问题;光电子方面,面对信息流量迅速增加下的提速降本需求,需要借助成熟的微电子加工工艺平台,实现大规模、高集成度、高成品率、低成本的批量化生产。
从技术特点来看,硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势,以及基于硅材料的本身特性,硅光子技术主要具有高集成度、高速率、低成本等优点:(1)高速率:硅的禁带宽度为 1.12eV,对应的光波长为 1.1μm,硅对于 1.1-1.6μm 的通信波段(典型波长 1.31μm/1.55μm)是近乎无损透明,具有优异的波导传输特性,可以很好地兼容目前的光通信技术标准,同时利用光通路取代芯片间的数据电路,在实现大容量光互连的同时也保持着低能耗和低散热,高效地解决网络拥堵和延迟等问题;(2)高集成度:硅基材料具有高折射率和高光学限制能力,可将光波导弯曲半径缩减至 5μm 以下,基于成熟的 CMOS 工艺制作光器件,可实现硅光芯片更高的集成度及更多的嵌入式功能,其集成密度相比于传统的硅基二氧化硅(PLC)和磷化铟(InP)光芯片有望提高百倍以上,同时光芯片尺寸缩减也随之带来有低成本、低功耗、小型化等独特优势;

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