[圖]向單片集成收發(fā)器演進(jìn)

　
    二十世紀(jì)七十年代，光收發(fā)器剛出現(xiàn)的時(shí)候，是由分立的器件和部件組成的。而在過去的二、三十年中，由于有源和無源集成電路技術(shù)發(fā)展迅猛，產(chǎn)品數(shù)量和應(yīng)用都有了可觀的增長(zhǎng)，光纖收發(fā)器也慢慢演進(jìn)成為由集成電路主導(dǎo)的混合型器件。雖然化合物半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)該依然會(huì)在可預(yù)見的未來占據(jù)光發(fā)射機(jī)的市場(chǎng)。不過Intel最近發(fā)布消息稱他們正在研發(fā)（和轉(zhuǎn)產(chǎn)）單片集成收發(fā)器，并預(yù)言這種單片集成器件將會(huì)成為第三代光收發(fā)器。

　　為了便于分析，ElectroniCast為幾個(gè)名詞作了定義。單片集成收發(fā)器是一個(gè)單片集成光發(fā)射器或光接收器芯片（發(fā)射器或接收器放置在芯片中），非集成電路的器件和部件的數(shù)量要少于10%，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以獨(dú)立封裝也可以組合封裝。如果收發(fā)器中使用了10%到90%的光學(xué)器件和部件則被定義為混合型收發(fā)器?；诜至㈦娐返氖瞻l(fā)器（本文暫不討論這種收發(fā)器）則只使用不到10%的集成電路。在過去的十年中，混合型收發(fā)器的份額顯著增長(zhǎng)，這已成為一個(gè)強(qiáng)勁的趨勢(shì)。

　　ElectroniCast預(yù)測(cè)全球基于光學(xué)集成電路（PIC）的混合型收發(fā)器市場(chǎng)銷售額將從去年的4.56億美元增長(zhǎng)到2009年的15.4億美元，到2014年將會(huì)進(jìn)一步增長(zhǎng)到53.9億美元，這里不包括分立電路收發(fā)器。這些收發(fā)器首先會(huì)在北美市場(chǎng)熱賣，2009年，北美將占據(jù)全球市場(chǎng)的37%，預(yù)計(jì)到2014年將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大到45%，而歐洲也將在09年占到總市場(chǎng)份額的37%。
收發(fā)器從分立演進(jìn)到混合進(jìn)而到單片集成，降低成本、縮小體積以及便于標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)是主要的驅(qū)動(dòng)力。和分立電路收發(fā)器相比，更高的集成度會(huì)降低在國(guó)外組裝和測(cè)試的成本優(yōu)勢(shì)，不過在國(guó)外生產(chǎn)集成電路產(chǎn)品目前仍然占主流。

　　基于PIC的收發(fā)器將主要用于近距離傳輸。如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器和交換機(jī)等設(shè)備的內(nèi)部光纖連接，以及汽車、飛機(jī)等交通工具內(nèi)部的短距離光纖連接等。這些應(yīng)用對(duì)于鏈路數(shù)量和鏈路速率的要求增長(zhǎng)迅速，雖然過去十年里，銅線廠商們?cè)阪溌匪俾屎蛡鬏斁嚯x上取得了顯著的提升，但是現(xiàn)在絕大多數(shù)的主要設(shè)備供應(yīng)商還是更看中光纖，而光纖鏈路單位成本的不斷降低更加堅(jiān)定了設(shè)備商的選擇。

　　 表1 光學(xué)集成轉(zhuǎn)發(fā)器/接收機(jī)全球各應(yīng)用市場(chǎng)銷售額

　　通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)將會(huì)是基于PIC的收發(fā)器的主要市場(chǎng)，如表1所示，到2009年它將會(huì)占有28%的市場(chǎng)份額（4.26億美元）。不過，雖然軍事和航空應(yīng)用中的需求量沒有通信應(yīng)用大，但是由于要針對(duì)惡劣環(huán)境做特殊設(shè)計(jì)，生產(chǎn)規(guī)模小，加上一些其它原因，具有專門功能的收發(fā)器的單價(jià)要比通信應(yīng)用中高得多。全球軍事和航空光纖收發(fā)器市場(chǎng)將會(huì)以每年高于30%的速度增長(zhǎng)，到2014年，達(dá)到23%的市場(chǎng)份額（12.4億美元），將在這部分市場(chǎng)上出現(xiàn)的多半是與關(guān)鍵的防御系統(tǒng)相關(guān)的高品質(zhì)產(chǎn)品。

　　單片集成收發(fā)器時(shí)代的到來

　　ElectroniCast預(yù)計(jì)基于單片集成電路的100Mbps和1Gbps收發(fā)器會(huì)在2007-2008年少量面市。預(yù)計(jì)到2014年單片集成100Mbps收發(fā)器的全球消費(fèi)量將達(dá)到840萬只，平均價(jià)格為7.43美元。到那個(gè)時(shí)候單片集成收發(fā)器的全球銷售總額將會(huì)超過混合型收發(fā)器，占到58%的市場(chǎng)份額（31.2億美元），詳見表2。

　　

　　 表2 光學(xué)集成轉(zhuǎn)發(fā)器/接收機(jī)全球各電路類型市場(chǎng)銷售額

　　雖然現(xiàn)在使用單片集成收發(fā)器處理10吉比特甚至40吉比特信號(hào)在技術(shù)上都是可行的，但是目前這種器件的成本要比使用多個(gè)分立芯片完成相同功能高出10倍多。不過在未來十年，隨著對(duì)容量的需求增大，這些高速率單片集成收發(fā)器也會(huì)逐漸得到商用。從分立到混合到單片集成，這條演進(jìn)之路上最主要的推動(dòng)力量始終是成本，電子產(chǎn)品如此，光學(xué)產(chǎn)品亦然。至于對(duì)體積和其它的因素的考慮都在其次。


作者：Jeff D. Montgomery　摘自：光波通信