ICC訊 硅基光電子市場在數(shù)據(jù)通信、電信和傳感應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域顯示出顯著增長。本分析探討這些不同領(lǐng)域的市場動(dòng)態(tài)和詳細(xì)預(yù)測[1]。

圖1：2023年至2029年硅基光電子模塊收入增長預(yù)測，顯示各應(yīng)用領(lǐng)域的細(xì)分。

  數(shù)據(jù)通信市場發(fā)展

  數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域是硅基光電子最大的市場，正經(jīng)歷數(shù)據(jù)速率和平臺(tái)技術(shù)的重要轉(zhuǎn)變。市場正從100G/通道向200G/通道傳輸速率轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變涉及調(diào)制方案、驅(qū)動(dòng)電路和光學(xué)器件的復(fù)雜改進(jìn)。更高的數(shù)據(jù)速率需要更先進(jìn)的信號(hào)處理和改進(jìn)的熱管理系統(tǒng)。

圖2：數(shù)據(jù)通信光電子集成芯片收入和出貨量的詳細(xì)預(yù)測，突出顯示可插拔光學(xué)器件領(lǐng)域的增長。

  可插拔光收發(fā)器的技術(shù)發(fā)展顯示出從400G到800G模塊的進(jìn)展，更高級(jí)的1.6T和3.2T解決方案正在積極開發(fā)中。這種進(jìn)步需要調(diào)制器帶寬、光電探測器響應(yīng)時(shí)間和整體信號(hào)完整性的顯著提升。向更高數(shù)據(jù)速率的轉(zhuǎn)變需要新的熱管理和功耗優(yōu)化方法。

圖3：數(shù)據(jù)通信應(yīng)用的最新趨勢，展示不同傳輸距離范圍內(nèi)光互連技術(shù)的演變。

  電信市場發(fā)展

  硅基光電子的電信領(lǐng)域主要集中在波分復(fù)用和無線應(yīng)用。城域網(wǎng)和長距離網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)相干光學(xué)解決方案日益突出。這些系統(tǒng)采用復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和先進(jìn)的調(diào)制格式，實(shí)現(xiàn)更高的頻譜效率和更好的傳輸距離。

圖4：直調(diào)直檢(IMDD)與相干技術(shù)在電信應(yīng)用中的比較。

  傳感市場機(jī)遇

  傳感市場包括激光雷達(dá)、醫(yī)療診斷和生物標(biāo)志物監(jiān)測應(yīng)用，需要高度專業(yè)化的光電子集成芯片。這些應(yīng)用需要精確控制相位敏感性、波長穩(wěn)定性和最小光學(xué)損耗等光學(xué)特性。傳感功能的集成通常需要新的封裝和環(huán)境保護(hù)方法。

圖5：基于硅基光電子技術(shù)的工業(yè)傳感應(yīng)用概述，包括電子鼻和環(huán)境傳感器。

  光電共封裝的演進(jìn)

  CPO的發(fā)展解決了高性能計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中功耗和密度的基本挑戰(zhàn)。這種方法需要仔細(xì)考慮熱管理、信號(hào)完整性和制造工藝。光學(xué)和電子器件的近距離集成在串?dāng)_、熱干擾和可靠性方面帶來獨(dú)特挑戰(zhàn)。

圖6：從傳統(tǒng)可插拔格式到共封裝解決方案的光學(xué)封裝演變，顯示外形尺寸和集成水平的發(fā)展。

  市場預(yù)測和技術(shù)展望

  全面的市場分析顯示出各個(gè)領(lǐng)域的強(qiáng)勁增長趨勢。硅基光電子模塊市場從2023年的14億美元增長到2029年的103億美元的預(yù)測反映了制造工藝、良率提升和技術(shù)集成能力的進(jìn)步。這種增長得到材料科學(xué)、工藝集成和設(shè)計(jì)優(yōu)化發(fā)展的支持。

圖7：2023年至2029年所有應(yīng)用的硅基光電子芯片收入和出貨量的全面預(yù)測。

  技術(shù)平臺(tái)市場動(dòng)態(tài)

  不同技術(shù)平臺(tái)在市場中相互競爭，各自在特定應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢。傳統(tǒng)硅基光電子平臺(tái)提供高集成密度和CMOS兼容性，而鈮酸鋰解決方案提供卓越的調(diào)制能力。基于磷化銦的方法支持光學(xué)有源器件的直接集成。這些技術(shù)差異推動(dòng)市場細(xì)分和特定應(yīng)用的采用模式。

圖8：不同光電子集成芯片技術(shù)平臺(tái)的收入增長預(yù)測，顯示各種解決方案的相對(duì)市場地位。

  結(jié)論

  硅基光電子市場在多個(gè)領(lǐng)域顯示出穩(wěn)健的增長，在數(shù)據(jù)通信應(yīng)用中表現(xiàn)尤為突出。向更高數(shù)據(jù)速率和更集成化解決方案的技術(shù)演進(jìn)推動(dòng)了材料、工藝和設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新。良率優(yōu)化和成本降低仍是未來發(fā)展需要考慮的重要因素。

  參考文獻(xiàn)

  [1] M. Vallo and E. Mounier, "Silicon Photonics 2024 - Focus on SOI, SiN and LNOI Platforms," Yole Intelligence, Lyon, France, 2024.