SiPC 2024 | 第六屆硅光產(chǎn)業(yè)論壇上午主論壇圓滿舉辦

      ICC訊 正是杜鵑艷麗紅，菖蒲酒美清尊共。2024年5月17日，由國家信息光電子創(chuàng)新中心、鵬城實(shí)驗(yàn)室主辦，ICC訊石承辦的第六屆硅光產(chǎn)業(yè)論壇(SiPC 2024)的在武漢光谷科技會(huì)展中心舉辦。17日上午，大會(huì)主論壇圓滿結(jié)束。會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)迎來200余家企業(yè)的400余位嘉賓出席聆聽，交流氣氛熱烈友好。也特別感謝贊助/支持單位武漢光安倫光電技術(shù)有限公司、深圳逍遙科技有限公司、ficonTEC、Newport、武漢驛路通科技股份有限公司、杭州大和熱磁電子有限公司、2024中國光谷·光電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)（光電產(chǎn)業(yè)大會(huì)）和武漢意桐光電科技有限公司對(duì)本次硅光論壇的大力支持！本文再回顧精彩的演講瞬間，領(lǐng)略論壇盛況。

會(huì)場(chǎng)一覽

國家信息光電子創(chuàng)新中心副董事長(zhǎng)馬衛(wèi)東致辭

      大會(huì)的致辭由國家信息光電子創(chuàng)新中心副董事長(zhǎng)馬衛(wèi)東致辭。馬總致辭表示，很高興參加硅光論壇，也對(duì)出席本次論壇的演講嘉賓和參會(huì)嘉賓表示了衷心的感謝和熱烈的歡迎。同時(shí)也提到硅光技術(shù)所具有的大量?jī)?yōu)勢(shì)，已被國內(nèi)外業(yè)界視為發(fā)展明珠。硅光不僅可以滿足AI算力對(duì)光模塊的爆發(fā)式增長(zhǎng)需求，還可以滿足5G和新興工業(yè)化的新興工業(yè)的培育和發(fā)展。近年來，我國已經(jīng)具備了硅光的業(yè)態(tài)，硅光已經(jīng)成為我們變軌超越的新型技術(shù)。大力發(fā)展光電融合，是加速我們光電子產(chǎn)業(yè)率先突破的關(guān)鍵抓手。

      此外，馬總還提到國家信息光電子創(chuàng)新中心的最新研發(fā)成果，有興趣的朋友可以私下和馬總共同交流更多。

      上午的論壇由鵬城實(shí)驗(yàn)室通信光電子技術(shù)研究所所長(zhǎng)王磊主持。

肖希 國家信息光電子創(chuàng)新中心總經(jīng)理

      K1  《NOEIC 光電子芯片fabless服務(wù)體系和技術(shù)進(jìn)展》

      國家信息光電子創(chuàng)新中心總經(jīng)理肖希發(fā)表了主題為《NOEIC 光電子芯片fabless服務(wù)體系和技術(shù)進(jìn)展》的演講。

算力需求拉動(dòng)起硅光產(chǎn)業(yè)的新一輪增長(zhǎng)，這不僅僅是硅光芯片在性能上展現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)，更多還是擁有CMOS工藝基礎(chǔ)和fabless的發(fā)展模式所帶來的高產(chǎn)能、高品質(zhì)、低成本的優(yōu)勢(shì)。

      NOEIC從成立以來一直在建立和深化fabless硅光體系，目前我們從設(shè)計(jì)仿真、工藝開發(fā)、封裝測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)都在做標(biāo)準(zhǔn)化，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了400G以內(nèi)的相干光和800G以內(nèi)數(shù)通硅光芯片的產(chǎn)業(yè)化，成功突破了1.6T硅光互連芯片、2T芯粒等關(guān)鍵技術(shù)。

      NOEIC也希望行業(yè)廣大用戶能夠用好創(chuàng)新中心的平臺(tái)，已支撐了200家單位，獲取了400余次訂單，解決了一系列先進(jìn)芯片和器件的功能驗(yàn)證和產(chǎn)業(yè)化問題。目前創(chuàng)新中心正在和合作伙伴聯(lián)合開發(fā)12寸硅光、8寸鈮酸鋰薄膜、8寸氮化硅的PDK。肖總認(rèn)為硅光新的使命不僅是和其他光子材料PK，而是整合各種材料體系的優(yōu)勢(shì)，最終融入集成電路的懷抱，實(shí)現(xiàn)真正意義上的光電融合。

張德朝 中國移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長(zhǎng)

      K2  《超400G全光網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及核心器件發(fā)展探討》

      中國移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長(zhǎng)張德朝發(fā)表了主題為《超400G全光網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及核心器件發(fā)展探討》的演講。

      中國移動(dòng)已經(jīng)走過算力網(wǎng)絡(luò)“泛在協(xié)同”的重要階段，正式邁入“融合統(tǒng)一”的發(fā)展新階段，持續(xù)構(gòu)建面向算力網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)體系，打造算網(wǎng)融合的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新高地。

      面向算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的新需求，通過四大關(guān)鍵技術(shù)舉措，推進(jìn)超大帶寬、超低時(shí)延、靈活調(diào)度和光載智算，構(gòu)建基于400G高速互聯(lián)的靈活高效的新型全光網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)。400G是復(fù)雜的系統(tǒng)性工程難題，中國移動(dòng)充分發(fā)揮技術(shù)引領(lǐng)作用，在兩年多時(shí)間里，快速推動(dòng)3大關(guān)鍵技術(shù)方向攻關(guān)，帶動(dòng)形成1條全新400G QPSK超長(zhǎng)距技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，基于“3+1”重點(diǎn)舉措實(shí)現(xiàn)400G代際性技術(shù)突破，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)器件、模塊、設(shè)備全面成熟。

      演講進(jìn)一步闡述了C6T+L6T ITLA、EDFA、WSS和光模塊封裝等400G關(guān)鍵器件創(chuàng)新、目前進(jìn)展及演進(jìn)方向。面向后400G技術(shù)發(fā)展，介紹了激光器、放大器、WSS等多波段超800G核心光電器件的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與新機(jī)遇，并面向智算中心內(nèi)光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)，展望了端口級(jí)OXC、高速光模塊、片間光互連等光技術(shù)在智算中心內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展新前景。此外，面向超萬卡智算部署，中國移動(dòng)已經(jīng)完成2/10/20/40/60/80/100公里OTN承載分布式智算技術(shù)試驗(yàn)，并進(jìn)一步聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研、多專業(yè)協(xié)同攻關(guān)千公里級(jí)智算拉遠(yuǎn)關(guān)鍵技術(shù)。希望與產(chǎn)業(yè)界在未來共同推動(dòng)新器件、新放大、新交換等光通信關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。

汪巍 SITRI硅光總監(jiān)

      K3  《上海工研院硅基光電工藝平臺(tái)建設(shè)》

      SITRI硅光總監(jiān)汪巍發(fā)表了主題為《上海工研院硅基光電工藝平臺(tái)建設(shè)》的演講。

      近年來，以人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的下一代信息技術(shù)迎來了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。集成光電子技術(shù)作為關(guān)鍵支撐技術(shù)，其重要性日益凸顯。硅基光電集成技術(shù)憑借其對(duì)成熟的硅CMOS技術(shù)和工藝平臺(tái)的充分利用，在“超越摩爾”時(shí)代帶來了前所未有的集成優(yōu)勢(shì)。越來越多的國內(nèi)企業(yè)和研究團(tuán)隊(duì)投入這一領(lǐng)域，迫切需要自主先進(jìn)靈活的硅基光電集成工藝平臺(tái)，加速研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

      汪總主要介紹了上海工研院（SITRI）硅基光電集成工藝平臺(tái)成套90nm硅光集成工藝器件庫PDK，核心器件性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。此外，工研院還依托自身在MEMS工藝方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成功開發(fā)出成套厚硅集成工藝，以及成套硅基三五族和硅基鈮酸鋰異質(zhì)集成工藝，可以為實(shí)現(xiàn)更高集成度和更高速率的通信與計(jì)算提供平臺(tái)支撐。

唐琦 光安倫董事長(zhǎng)

      K4  《硅光光芯片技術(shù)發(fā)展和探討》

      光安倫董事長(zhǎng)唐琦發(fā)表了主題為《硅光光芯片技術(shù)發(fā)展和探討》的演講。硅光發(fā)展歷程及主要應(yīng)用場(chǎng)景的探討，硅光技術(shù)路徑的研究及關(guān)鍵材料、器件特性的分析?；诠韫饧煞桨?，InP基化合物材料及器件的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的研究及討論，光安倫公司基于硅光應(yīng)用的系列產(chǎn)品技術(shù)和長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)的研討。

      唐總提到，光安倫以前的背景是基于InP的，現(xiàn)在發(fā)展到基于硅光了。唐總提到后面的三到五年是各種材料包括技術(shù)方案的融合期，但是產(chǎn)品化所需要的應(yīng)用場(chǎng)景的挑戰(zhàn)也很大，細(xì)化到產(chǎn)品的成本和功耗來看的話，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈面臨的挑戰(zhàn)還是很大的。

李科 鵬城實(shí)驗(yàn)室副研究員

      K5  《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel siliconphotonics modulatordriver combination》

      鵬城實(shí)驗(yàn)室副研究員李科發(fā)表了主題為《Beyond 300Gb/s from an integrated single-channel silicon photonics modulatordriver combination》的演講，介紹了光電集成高波特率硅光發(fā)射機(jī)的科研進(jìn)展。提到了利用電光調(diào)制的過程 進(jìn)行信號(hào)成形的技術(shù)方案。把過去在 電域進(jìn)行的高波特率信號(hào)處理過程（信號(hào)均衡）部分遷移到電光調(diào)制過程中。

      依托鵬城實(shí)驗(yàn)室的光電測(cè)試平臺(tái)和是德科技的新一代測(cè)試設(shè)備，測(cè)得到了182G波特率光電集成發(fā)射機(jī)的結(jié)果。

      同時(shí)李科研究員還展示了154G 波特率（308Gbps PAM-4）的傳輸成果，以及在112G PAM-4 速率下，電域信號(hào)均衡和光域信號(hào)均衡的性能對(duì)比。

      李科研究員認(rèn)為200G+波特率硅光發(fā)射機(jī)近在眼前。對(duì)于器件來說，帶寬和速率都是容易做的事情，而真正難做的是光的插損和DSP，包括熱的控制和功耗效率的控制。

      未來的硅光發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)思路會(huì)有很大的改變， 電Driver 或許以后不再是經(jīng)典的放大器，調(diào)制器會(huì)和電芯片進(jìn)行深度的光電融合設(shè)計(jì)。信號(hào)成形會(huì)在電域/光域等每一個(gè)環(huán)節(jié)中都有不同形式的體現(xiàn)。

張賀 中國聯(lián)通 高速傳送與承載技術(shù)研究室主任

      K6  《算力網(wǎng)絡(luò)光電互聯(lián)趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》

      中國聯(lián)通研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究部傳輸室主任張賀發(fā)表了主題為《算力網(wǎng)絡(luò)光電互聯(lián)趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》的演講。

      張主任提到新型數(shù)據(jù)中心算力發(fā)展的計(jì)劃要求，面臨新的五大挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，新型數(shù)據(jù)中心具有高帶寬、高算力、高能效，高安全等特征，在數(shù)字化日益普及的今日，新型數(shù)據(jù)中心能更好支撐新一代信息技術(shù)力速創(chuàng)新，加快推動(dòng)制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)。

      高帶寬挑戰(zhàn)

      * ?接入交換機(jī)單端口速率將從10G/25G向25G/100G過渡

      * ?匯聚交換機(jī)單端口速率將從40G/100G向100G/200G擴(kuò)容

      * ?數(shù)據(jù)中心間出口路由器則會(huì)持續(xù)向400G/800G，甚至1.6T演進(jìn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和處理需求以及訓(xùn)練過程的高效，需要端到端ms級(jí)時(shí)延低時(shí)延挑戰(zhàn)

      * 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和處理需求以及訓(xùn)練過程的高效，需要端到端ms級(jí)時(shí)延

      * ?分解到端側(cè)、交換節(jié)點(diǎn)的時(shí)延要求進(jìn)一步提升

      * ?主流交換技術(shù)的極限為ns級(jí)，結(jié)合緩存、調(diào)度，節(jié)點(diǎn)間us級(jí)切換已屬不易

      能耗挑戰(zhàn)

      * Google公司的數(shù)據(jù)中心機(jī)房PUE年平均值達(dá)到1.21，HP公司的新一代數(shù)據(jù)中心體驗(yàn)中心機(jī)房夏季PUE值可以達(dá)到1.6~1.7

      * 我國與世界先進(jìn)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的能耗水平還存在差距

      分布式計(jì)算挑戰(zhàn)

      * 大規(guī)模的深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練和推理通常需要分布式計(jì)算資源， 及多臺(tái)服務(wù)器的協(xié)同工作

      * 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需要支持分布式計(jì)算框架，使各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間能夠高效地進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換

      智能管理挑戰(zhàn)

      * 大模型和智算對(duì)資源的靈活配置和利用率的最大化提出了要求

      * 數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)正朝著網(wǎng)絡(luò)虛擬化和軟件定義的方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)更高的靈活性和可管理性對(duì)于可擴(kuò)展性和可重構(gòu)性，以現(xiàn)在超算中心的基本配置來看，一個(gè)架頂交換機(jī)下掛10個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器含有8張100G出口的GPU單元，而一個(gè)機(jī)架集群至少含有上百個(gè)機(jī)柜，按100個(gè)來計(jì)算，總出口容量將達(dá)到800Tb。這種規(guī)模的節(jié)點(diǎn)需要數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)具備彈性和可擴(kuò)展性。

      網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和資源配置應(yīng)能夠根據(jù)需求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和適應(yīng)，以滿足不同規(guī)模和復(fù)雜度的計(jì)算任務(wù)。

      演講還對(duì)比了三大商用光電融合交換方案：

      1.谷歌的交換技術(shù)方案

      ·Google 在建設(shè)數(shù)據(jù)中心過程中，由于在部署規(guī)模、靈活性、模塊化部署、安全性、功耗和性能等方面有更高要求，傳統(tǒng)電交換不滿足相關(guān)的互聯(lián)需求，因此引入了 OCS形成新的解決方案

      ·與傳統(tǒng)Infiniband交換機(jī)方案相比，OCS方案成本更低，功耗更低，部署更快，其中OCS和其他光學(xué)組件的成本在系統(tǒng)總成本的占比低于5%，功耗占比低于3%

      ·目前OCS在Google基礎(chǔ)設(shè)施中主要有Jupiter數(shù)據(jù)中心和TPU數(shù)據(jù)中心兩大應(yīng)用場(chǎng)景，其中后者為專注于AI算力的數(shù)據(jù)中心

      2.H+S Polatis的交叉矩陣

      ·Polatis迄今已推出H+S Polatis 6000/7000系列全光交換機(jī)等多款商用產(chǎn)品，最大可支持576x576光纖端口

      ·基于DirectLight的OCS方案可以實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)強(qiáng)選擇性路由、在線性能監(jiān)控和目動(dòng)保護(hù)等

      3.英偉達(dá)的GPU光互聯(lián)方案

      ·隨著GPU間帶寬的急劇增長(zhǎng)，電互聯(lián)距離急劇降低，同時(shí)噪聲會(huì)越來越大從而影響信號(hào)傳輸質(zhì)量，英偉達(dá)認(rèn)為硅光互聯(lián)是GPU的互聯(lián)目標(biāo)架構(gòu)

      ·每個(gè)光引擎有24根光纖，單纖速率200Gb/5，總共4.8 Tb/S的速率。每個(gè)GPU都有一對(duì)這樣的接口，為它提供進(jìn)出NVSwitch結(jié)構(gòu)的雙向帶寬

      ·因此，具有6個(gè)光引擎的NVSwitch的原始速率為28.8 Tb/S，在去掉編碼開銷后的速率為25.6 Tb/s

      ·同時(shí)，英偉達(dá)曝光基于CPO方案的CPU架構(gòu)可以將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的GPU互聯(lián)時(shí)延降低24.91%。中國聯(lián)通與北郵聯(lián)合研發(fā)基于可調(diào)諧激光器和AWGR的OPS/OBS混合交換方案，能夠有效進(jìn)行流控制和分類轉(zhuǎn)發(fā)，目標(biāo)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心內(nèi)機(jī)架間互聯(lián)場(chǎng)景。

陳昇祐 逍遙科技CTO

      K7  《面向高速光互連和光I/O的集成光電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》

      逍遙科技CTO陳昇祐發(fā)表了主題為《面向高速光互連和光I/O的集成光電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》的演講。

      在不斷發(fā)展的光通信領(lǐng)域，光電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)變得越來越復(fù)雜。要駕馭元件、電路和系統(tǒng)級(jí)考慮因素之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互作用，需要強(qiáng)大統(tǒng)一的工作流程。陳總表示，逍遙科技的PIC Studio工具套件為簡(jiǎn)化這一流程提供了全面的解決方案，使工程師能夠從元件級(jí)設(shè)計(jì)無縫過渡到系統(tǒng)級(jí)仿真和優(yōu)化。

      逍遙科技推出的PIC Studio光電全流程解決方案，涵蓋從芯片到模塊到系統(tǒng)的整條產(chǎn)業(yè)鏈。

      其中Fab PDK緊湊模型支持，PIC Studio支持構(gòu)建Fab PDK的器件緊湊模型庫，對(duì)鏈路設(shè)計(jì)提供更貼近實(shí)際的仿真結(jié)構(gòu)，輔助用戶更高效的進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代。

      1.導(dǎo)入器件緊湊模型庫后，支持PhotoCAD繪版之后調(diào)用pSim鏈路仿真引擎進(jìn)行后仿真。后仿真結(jié)果考慮了波導(dǎo)布線上的相移和損耗，結(jié)果更詳細(xì)，幫助用戶更好的檢查版圈鏈路功能。

      2.與Fab實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合構(gòu)建的緊湊模型，器件性能數(shù)據(jù)更加真實(shí)，鏈路結(jié)果的反饋也能幫助用戶更好的預(yù)測(cè)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

      3. pSim Plus 基于原來pSim 的操作環(huán)境面向片間和系統(tǒng)仿真，集成了單模/多模光纖、光電融合仿真、數(shù)字信號(hào)處理以及與 Python 和 MATLAB 的聯(lián)合仿真等模塊。

      更多免費(fèi)軟件的試用信息，也歡迎關(guān)注逍遙科技私信聯(lián)系。

龔雅棟 中國電信研究院傳輸網(wǎng)絡(luò)研究中心副總監(jiān)

      K8  《面向智算網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與需求》

      中國電信研究院傳輸網(wǎng)絡(luò)研究中心副總監(jiān)、高級(jí)工程師龔雅棟發(fā)表了主題為《面向智算網(wǎng)絡(luò)的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與需求》的演講。

      面對(duì)智算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)承載的大帶寬、低時(shí)延、高可靠等方面需求，分析光網(wǎng)絡(luò)在智算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)承載方面的能力和面臨挑戰(zhàn)，包括超高單波速率、多波段和新型光纖光傳輸系統(tǒng)、DC內(nèi)光模塊、高可靠保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展和示范成果。

      大模型時(shí)代算力需求指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，英偉達(dá)預(yù)測(cè)未來十年每年算力供給增長(zhǎng)4倍，圍繞大模型的算力供給成為新一輪“軍備競(jìng)賽”。

      中國電信也在踐行全光2.0理念，助力實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)智算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。中國電信推進(jìn)“云網(wǎng)融合”發(fā)展戰(zhàn)略，提出并踐行“全光網(wǎng)2.0”理念，為云網(wǎng)融合提供堅(jiān)實(shí)的全光網(wǎng)絡(luò)底座，助力實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延、高可靠和易運(yùn)維的高品質(zhì)智算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

      而交換容量翻倍也在進(jìn)短距光摸塊速率邁向800G時(shí)代。龔總提到 ?隨著交換芯片容量來到51.2T，800G光模塊開始嶄露頭角，1.6T/3.2T光模塊成為下一代熱點(diǎn)。面對(duì)超高速光模塊大規(guī)模部署應(yīng)用，成本和功耗問題日益顯著，營造綠色、低碳的數(shù)據(jù)中心勢(shì)在必行。

      結(jié)語

      五月榴花妖艷烘，綠楊帶雨垂垂重。再次感謝參會(huì)嘉賓的到場(chǎng)支持，也特別感謝贊助/支持單位武漢光安倫光電技術(shù)有限公司、深圳逍遙科技有限公司、ficonTEC、Newport、武漢驛路通科技股份有限公司、杭州大和熱磁電子有限公司、2024中國光谷·光電子信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)（光電產(chǎn)業(yè)大會(huì)）和武漢意桐光電科技有限公司對(duì)本次硅光論壇的大力支持！也歡迎關(guān)注5月18日的ICC訊石首屆光電狂歡節(jié)，更多庫存信息分享我們現(xiàn)場(chǎng)再見。