2017OPTINET光器件專題論壇回顧：芯片是最大制約因素

　　Iccsz訊 6月13日，2017中國光網(wǎng)絡研討會在北京喜來登酒店隆重舉行，參加嘉賓超過600人，其中光器件專題會議超過220人，憑借人氣火爆和座無虛席成為本屆研討會精彩亮點!本次光器件專題匯集華人名家，海信寬帶首席科學家黃衛(wèi)平博士、飛昂通訊CEO白昀博士、中科創(chuàng)星創(chuàng)始人米磊博士和臺灣專家施天從博士向觀眾介紹光器件當前發(fā)展狀況以及在光網(wǎng)絡系統(tǒng)中的重要地位。

        觀點釋放，兼收并蓄 有源器件大討論 

　　臺上專家傾情演講，場下觀眾全神貫注，會議走到最后還有一場以自由開放，兼收并蓄為目的的“有源光器件發(fā)展走向”的話題論壇帶領會議氣氛走向高峰。話題論壇由運營商、系統(tǒng)設備商、器件模塊商、芯片商和高校學者組成，通過各自不同的角度全方面看待當前中國光通訊器件發(fā)展情況。

　　來自中國聯(lián)通的光網(wǎng)絡專家、教授級高工張賀作為論壇主持人，而中國光網(wǎng)絡設備巨頭企業(yè)代表、華為光系統(tǒng)結構師鄧彬林將以設備商角度看待光器件演變。光器件層面由光模塊領軍人物—海信寬帶首席科學黃衛(wèi)平博士與旭創(chuàng)科技CEO劉圣博士代表有源光器件行業(yè)上臺交流。其次最具挑戰(zhàn)難度的芯片領域，來自中國電芯片商優(yōu)迅高速芯片公司的首席科學家、教授級高工黃以明先生將向光通訊屆介紹當前芯片進展。最后是高雄應用科技大學教授，對有源器件極有研究的臺灣專家施天從博士以學者身份參與討論。

　　觀點的交鋒，思想的啟迪是話題論壇的精髓，也將觀眾帶入會議高潮中。

主持人與論壇嘉賓簡介

從左到右：張賀、鄧彬林、黃衛(wèi)平、施天從、劉圣、黃以明

　　論壇開始，主持人中國聯(lián)通高工張賀首先邀請海信寬帶黃衛(wèi)平博士從技術水平和規(guī)模上介紹中國光器件發(fā)展狀況。

        主持人：我國光器件發(fā)展狀況如何，從技術水平和規(guī)模上談談？

　　海信黃博士：我國光網(wǎng)絡各層次表現(xiàn)不一致，光器件相對弱一些，但光模塊與世界基本接軌，如100G數(shù)據(jù)中心光模塊，像旭創(chuàng)、光迅海信都在批量出貨。目前我國在相干光通訊還是空白狀態(tài)，但這要打個引號，主要我們不清楚華為準備怎么做，由于華為本身也有光模塊產(chǎn)品，尤其是高端光模塊是內配。假定華為中興在最高端的傳輸網(wǎng)有自己的能力，那我們商業(yè)化光模塊供應商在接入網(wǎng)就是百分之百領先，在數(shù)據(jù)中心也有比較先進的水平。再往下面看，光芯片能力，中國在這方面的弱點就十分明顯，10G激光器光芯片我國有一定的供應能力，但25G就完全不行，同樣大功率激光器方面差距也比較大。至于硅光，我了解到主流企業(yè)都在進行開發(fā)，但離大規(guī)模商用水平尚遠。在VCSEL方面我們與國外先進產(chǎn)品差距也比較大。所以總體來看，光模塊本身是與世界接軌，除了幾個漏洞，如芯片。芯片方面我國中低端產(chǎn)品基本與國外拉平，但高端距離很大。當然現(xiàn)在很多新興公司的情況我不了解。電芯片方面，比如優(yōu)迅有很好的市場份額，中電29所等企業(yè)形式也很好，10G及以下的芯片目前有沒問題，25G也有公司也做出樣品，還有相干領域也有一些公司在專研?？傮w來看，電芯片追趕國外步伐要比光芯片快一些。

黃衛(wèi)平博士發(fā)言

　　主持人：所以光通訊芯片跟國外有差距，但不像別的領域這么大?

　　海信黃博士：也許，跟微電子相比，光電子差距要小些

　　主持人：好，那接下來有請華為鄧工就這個問題闡述下看法。

　　華為鄧工：我補充下，華為是一個設備集成商，首先希望由產(chǎn)業(yè)鏈提供光器件產(chǎn)品，如果業(yè)界在高端領域不具備國產(chǎn)能力，那么華為會重點投入研發(fā)。到目前為止，我們已經(jīng)自研100G/00G/00G相干光模塊，但內部光器件比如光源和調制器依然需要從國外采購。相干另外一個關鍵點是DSP，這是一個核心競爭力，華為在國內還不能供應情況下也做了延伸。總體來看，華為光系統(tǒng)設備在行業(yè)里是TOP1水平，但光器件方面也如黃博士所說，國內水平不算低但還需加強高端研發(fā)，尤其是可調諧激光器，EML激光器等。

　　主持人：感謝鄧工解答，那么請教旭創(chuàng)劉總，國內有源器件與國外領先廠商各處于什么位置?什么時候會能夠齊頭并進?

　　旭創(chuàng)劉總：剛才黃博士已經(jīng)部分回答這個問題，我們國家光網(wǎng)絡表現(xiàn)最好的是設備商，如今華為是全球NO.1，同時也是全球最大光器件采購商。我們模塊水平與國外對手整體還有不算很大的差距，因為模塊涉及很多制造層面，這是我國的優(yōu)勢。數(shù)據(jù)中心方面，海信、光迅、新易盛和我們都做得不錯，但高端模塊如海外OCLARO公司等差距還是存在的，主要體現(xiàn)在在內部器件層面，首先是光芯片如DFB、25G或100G核心芯片等真正批量發(fā)貨的還是日美廠商。其次是電芯片國內進步比較快，一定程度上能和Boardcom、semtech等領先企業(yè)抗衡，但核心器件要趕上國外還有段距離。華為情況比較特殊雖然他們技術能力強，但要實現(xiàn)真正的市場競爭還需要我們在芯片領域多努力。

　　主持人：我看到市面上你們公司(旭創(chuàng))出了100G光模塊?

劉圣博士期待國內芯片崛起

　　旭創(chuàng)劉總：是的，100G今年的量非常大，全球各大公司都在發(fā)貨，我想我們100G產(chǎn)品能進入全球前三，主要銷往數(shù)據(jù)中心。只是里面使用的芯片都是從國外買的，我每年需要花費大量資金購買芯片卻還要面臨供不應求情況，導致很多訂單交不出來，原因一方面是產(chǎn)能，另外方面也是國內上游器件(芯片)跟不上我們要求。如果國內有一兩家能夠國產(chǎn)，可以極大緩解供應鏈緊張情況以及保證供應安全問題，像去年中興被制裁的事情給了我們很大的警示。由此來看中國光通訊是外表強大內在脆弱，貿(mào)易戰(zhàn)很可能使中國光通訊垮掉。

　　主持人：好，感謝。下面想談談高端科技產(chǎn)品情況，想請優(yōu)迅黃總談談政府與產(chǎn)業(yè)鏈如何配合才能使行業(yè)走得更遠?

　　優(yōu)迅黃總：我剛剛從科技部一個會議上歸來，國家對基礎芯片如何追趕世界水平，其實已經(jīng)非常努力與重視，中央與地方政府都出臺很多扶持政策來支持我們，這是我們發(fā)展的一個新動力。另外就前面幾位所講的內容，我認為跟國際上距離，如果用量化來表述，在不繼續(xù)擴大的前提上，我們跟他們的差距也就3-5年，但是我們剛才都是談及產(chǎn)業(yè)鏈上的事情，真正從創(chuàng)新層面來看差距實在是太大，我們所有的工作都是跟隨性的，不一定是復制但也是跟著別人思路開發(fā)產(chǎn)品和制定協(xié)議。今早華為中興在5G方面的演講，看出他們已經(jīng)開始掌握話語權，但我們我們能不能有話語權幫助他們強大，這方面難以做到。還有就是制程，剛才提到光器件制造技術和規(guī)模差別大，但集成電路卻是相反，我們目前能跟上世界先進水平的產(chǎn)品，加工都是在國外或者在臺灣，將來能不能補上差距還需要繼續(xù)努力，所以差距看似不大，但不讓繼續(xù)再次擴大，這是我們這代人的責任。

　　主持人：感謝黃總，我想向施教授、黃博士和鄧工談談光模塊演進方向，骨干網(wǎng)方面未來會是200G還是400G成主流?

施教授認為不需要跟隨美國腳步

　　施教授：感謝，這個問題請黃博士會比較合適。我常到大陸這邊來，感覺環(huán)境是蠻好的。我們自己投資計劃在臺灣算是不小的計劃，但每年大概只有200萬人民幣，讓我們幾個專家做不同部分，相比大陸這么高的投資，我認為這邊是大有可為的。但我覺得不用什么事都跟著美國走，這樣投資效益會比較少。反而應該注重基礎科學的投資，或許開發(fā)的產(chǎn)品不是最主流的技術，但只有堅持投下去一定會有好成果，現(xiàn)在我看到大陸完全有規(guī)模和能力來做。早年臺灣中華電信就給予我們很大空間來做事，于是2000年左右臺灣很多公司開始投資這個產(chǎn)業(yè)，大陸這邊也是這樣，我從來沒有看到過這么有信心。張總問未來主流，我認為50G,200G都是過渡性產(chǎn)品，我覺得25G是基礎，會用4路，未來PAM4上去時會用8路做400G。100G/400G應該會是個需求比較大的產(chǎn)品。但仔細的還需要劉總和黃主席來講。

　　黃博士：要看哪種應用，像數(shù)據(jù)中心的100G已經(jīng)很明確，400G也在開發(fā)。我認為基本的技術都會存在，只是看怎么商業(yè)化，我的意思我們行業(yè)沒有一個很明確的像微電子一樣前景，只要投進去就一定能做出來，我們的行業(yè)單是設備工具都有很多研究。同時一方面有新技術出現(xiàn)，其研究成本邊際效應都在遞減，不再提高造成投資效益很低。另一方面國內企業(yè)一旦技術拿到手，轉化為產(chǎn)品的能力往往比較強，但集成這方面就不太行。我認為產(chǎn)業(yè)界機會從沒有這么好過，國家投資也多，但是投資只是做重復性東西沒有意義，還是要做些開創(chuàng)性的東西。我覺得國內太追求虛無的東西了，十三五規(guī)劃指標早就與世界接軌了，但對產(chǎn)業(yè)界影響幾乎沒有，這種完全忽略市場片面追求科技指標的做法幾乎把光電追趕的機會給丟失了，今天光器件重要性在十三五規(guī)劃里遠遠沒有得到體現(xiàn)，我認為這個問題很嚴重，否則大規(guī)模投資早就把問題給解決了。

　　華為鄧工：這個問題很好，光模塊研發(fā)投入成本一直很高，在投資有限的情況下如何聚焦產(chǎn)品，哪一個更有前景是十分關鍵的，另一種是等待領先者怎么做，但那時我們就落后了。我們應該想辦法自己驅動產(chǎn)品發(fā)展，技術和需求可以相互驅動，不是說400G是未來主流而200G就不是了，否則及不會有200G技術標準，200G與400G必然有個較量過程，我們需要思考的是如何讓大家達成一致觀點，判斷200G或400G哪個是最優(yōu)性價比方案，其結果在將來一定是主流。我認為施博的觀點很好，如果400G會是很大的封裝，那很難會成為一個好選擇，如果大家努力把400G做的很小，那200G可能就會下去，包括城域網(wǎng)10G下一步是25G還是50G也是一樣的道理，這點還沒有沒有答案但值得大家去思考。當然兩個都進行投入也是可以的。

　　主持人：100G以來，光模塊技術演進多元化，那產(chǎn)業(yè)鏈如何形成合理，讓200G/400G如何避免100G老路?

　　旭創(chuàng)劉總：100G以前有很多封裝形式，后來經(jīng)市場證明最有競爭力的是QSFP28，現(xiàn)在不論是華為還是國外數(shù)據(jù)中心都采用這種封裝形式。當然QSFP28有十幾種變種，根據(jù)傳輸距離不同，比如有的用Vcsel，DFB或者EML，這是應用場景的變化，但他們封裝技術還是十分一致的?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)再往下會又變成爭論焦點，就像剛才所談到底是用200G還是400G，400G到底是QSFP-DD，還是OSFP，還是SFP8，這里面有很多不同的?；旧夏壳胺譃閮纱箨嚑I，思科菲尼薩包括華為主推QSFP-DD，而一些數(shù)據(jù)中心客戶如ARISTA和GOOGLE喜歡OSFP，雖然兩邊都各說各的都有理，但我認為如果客戶要到2020年才會用到400G技術，他可能會采用更小封裝、更小功耗的QSFP-DD，因為QSFP-DD以現(xiàn)有技術還難以做好產(chǎn)品，其功耗不夠理想，如果再經(jīng)過2年的演進應該是沒有問題的，但互聯(lián)網(wǎng)客戶如arista和google卻等不及了，他們的網(wǎng)絡容量必須盡快使用400G技術，甚至允許2個200G疊加，這樣看200G也是有市場空間的?，F(xiàn)在事情又變得和當年40G一樣，我們做40G時很多人認為它是過渡性產(chǎn)品而選擇跳過，然而當100G還不夠成熟時客戶就會使用40G。各方面也證明了40G憑借性價比還有3-4年生命周期，市場會告訴我們哪一種才是最合適，而不是技術先進就能批量商用。我們作為光模塊供應商需要和客戶保持溝通，根據(jù)他們的需求提供對應產(chǎn)品，所以我們認為QSFP-DD和OSFP都有市場空間。

　　海信黃博士：我同意劉總，歷史上最小封裝往往是技術難度最大，產(chǎn)品最晚出現(xiàn)，所以中間一定會有過渡階段，每個公司選擇技術方式時很難預測投入與產(chǎn)品方向平衡事情。我認為數(shù)據(jù)中心最大特點是因為運營商業(yè)務形態(tài)不一樣，如亞馬遜和谷歌等，和以前電信運營商共同標準有區(qū)別，這可能會給新公司帶來機會?，F(xiàn)在市場變化大給技術選擇在一些具體CASE上帶來困難，但我依然認為最小封裝方式更容易成為主流。

優(yōu)迅黃總認為硅光是一個確定的技術方向

　　優(yōu)迅黃總：我覺得我們不用特定說200G/400G，因為他們也不是一回事，有的是4波長、2波長，也有單波長400G，所以現(xiàn)在不好這么定，但是有一些是可以確定的，也就是說我們作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術發(fā)展來講，兩大驅動力都給我們巨大的推動，技術發(fā)展推動力，現(xiàn)在新的不管是PAM4的發(fā)展和我們單波長發(fā)展，以及調制方式的發(fā)展，都已經(jīng)提供足夠高的空間，可以支撐400G甚至400G以上的能力。市場驅動力，今早運營商都提出市場對帶寬和數(shù)據(jù)容量需求是無窮大的，以前有人質疑企業(yè)做出400G不會有市場，但結合現(xiàn)在情況看又推翻過去觀點。我們在討論模塊發(fā)展當然是哪個帶寬高、功耗低、封裝小就用哪個，但是不排除其他技術依然有市場，比如剛才說40G會被淘汰，可是我前兩天剛好看到華為做了不大不小的數(shù)據(jù)中心，機架上全是40G，運行也非常好。因此我覺得這些技術都有發(fā)展空間，不會某種技術一統(tǒng)天下，不過我認為硅光是確定，它能提供小型、低功耗、高帶寬支持能力，這是天生的特點，只是何時發(fā)展到大批量商用。因此我覺得模塊會發(fā)展什么地步?我覺得以后可能不會有模塊二字，模塊也只是光通訊近20年提出來的東西，特別是以TO同軸方式來做的模塊到今天也不過20多年時間，以前沒有以后也可能沒有。剛才施博提了很多東西，那里頭不會再有TO封裝了，因此模塊的形式可能就沒有了，將來可能全部是COC,COB，甚至是SOC，從耦合技術發(fā)展，包括FBRI,光纖矩陣的鏈接耦合，多光纖耦合都會打破現(xiàn)在模塊概念，因此我們應該鼓勵大家去創(chuàng)新，努力創(chuàng)新能夠達到運營商所要求的產(chǎn)品，不要基于現(xiàn)在的模式概念去做，可能會有更大的收獲。

　　主持人：對于相干，更高階調制，現(xiàn)在是可能還是比較難?

　　優(yōu)迅黃總：所謂相干調制，就是QPSK方式造成相干調制，在干網(wǎng)上已經(jīng)成熟應用，應該說他是必然的一個方向。現(xiàn)在相干也有一個新的要求，就是無色的問題，對激光器和無源器件提出更高要求，所以相干在干線上一定會長期存在。在城域網(wǎng)及以下的常量無色場景就爭取不用相干了，如果提高單通道速率，就不需要做這么復雜的無源處理，個人看法。

　　華為鄧工：相干主流發(fā)貨都在國外如Finisar、Lumentum、Oclaro手中，相干包括1.0調制器也是以海外為主，因此硅光也是國內少有機會的突破點。高速傳輸當前如100G\200G\400G都是基于相干技術，未來可能會下沉。當前城域網(wǎng)是100G，未來會是200G或400G，長期來說相干條主線會逐步下沉到城域匯聚，但目前價格高。如果相干和硅光子等技術配合，就可以把模塊做的非常好，建議國內有技術能力的公司往這方面研究。華為還是一個設備集成商，只要業(yè)界能夠提供器件就以外購為主，如果不行則自己大力研發(fā)投入。

　　主持人：國內光電芯片處在什么位置?何種因素，突破技術壁壘，保護國內安全?

　　海信黃博士：首先談激光器，經(jīng)過設計，晶圓由MOCVD生長，在此基礎上做芯片處理，再封裝再做成TO、COB等，我國在EPI生長方面比較弱，雖然很多公司都一定的芯片能力，但wafer都是從臺灣買來在做后處理，EPI很大程度影響激光器性能，如果沒有這樣一個技術的話，我們還是受到制約，雖然算價錢時我們有后端也能支撐相當一部分產(chǎn)業(yè)鏈，但要創(chuàng)新的話，在整個激光器制造工藝方面我們還相對比較弱。我們海信收購2家美國家公司就為了獲取晶片生長，像高端EMLl，這個技術基本掌握在日本美國歐洲手里，要解決這個問題需要潛心來做，不是說弄幾個人就能把MOVCD玩得很好，我們美國同事和MOVCD設備就想夫妻關系，與這個機器相伴了很多年。我們目前比較浮躁，做這樣的事比較有距離，再有是大學里能找出能寫文章，但真正能產(chǎn)業(yè)化也比較落后，比如說DFB激光器，傳統(tǒng)激光器的標準設計理論E.O只有50%，從發(fā)明到今天沒有實際突破，當然有吹能提高到70-80%，但是要整體來看，激光器還需要磨練，像日本三菱在這塊投入很多時間和資源才做到現(xiàn)在水平。硅光是依賴一個已有的行業(yè)生態(tài)體系，如果有華為牽引需求能力和設計能力，可能我們在硅光領域會有很好突破，盡管硅光還有很多要考慮的東西，但總體我們同意黃總觀點。電、硅光、光纖、激光器會四分天下，而且我認為電和硅光的摩爾定律會繼續(xù)刷下去，而另外2個，單個激光器和他耦合的光纖是不符合摩爾定律，所以你會看到高端器件成本隨著時間推移會大幅度下降，但激光器方面可能錢還是被激光器商賺走了，因為他們不會說下代工藝出來就會更好，所以很難預測投資回報和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，我們國家和企業(yè)需要做好長期作戰(zhàn)的準備。

　　主持人：光器件應該是列為國家戰(zhàn)略?

　　海信黃博士：沒有，135規(guī)劃本來有個光電子芯片規(guī)劃，但沒有啟動，想列入微電子但不愿意接納。反而地方政府積極，但錢不是最重要的，人才才是最重要，現(xiàn)在投資效率已經(jīng)到最低水平。