ICC訊 硅光子市場正在蓬勃發展，復合年增長率超過40%，如果薄膜鈮酸鋰（TFLN）技術能夠達到成本和性能目標，其快速擴張只會進一步加速。

  硅光子學廣泛的應用前景預示著巨大機遇

  自1985年誕生以來，硅光子學已經從早期的高約束波導發展成為一種多功能技術，集成了基于CMOS材料的設計和封裝，在收發器市場上占據了主導地位。盡管現在已被廣泛應用，硅光子學仍在迅速發展中，并且應用范圍不斷擴大。在接下來的十年里，雖然行業可能會出現整合，但是廣泛的應用潛力將繼續推動增長。

  在滿足數據中心需求方面，尤其是在人工智能（AI）和機器學習（ML）領域，這項技術的作用至關重要，因為傳統的處理器架構面臨著物理限制。硅光子學支持的高速通信對于加快計算速度至關重要。帶寬需求的增長不僅推動了硅光子學的進步，也促進了薄膜鈮酸鋰技術的發展，從而增強了網絡中的數據容量。

  光子集成電路，特別是絕緣體上硅（SOI）和絕緣體上鈮酸鋰（LNOI），為需要大規?？蓴U展性的應用提供了靈活平臺，特別是在數據中心領域，中國企業正嶄露頭角成為新的領導者。由于硅的穩定性能，電信是另一個大批量應用領域。除此之外，光學LiDAR、三維集成、量子計算、光學陀螺儀乃至醫療光子學都具有巨大的潛力，盡管某些應用仍面臨技術和監管挑戰。硅光子學向可見光譜領域的擴展可能在未來解鎖更多創新用途。

  2023年，硅光子集成電路（晶圓片）市場價值為9500萬美元，預計到2029年將以45%的復合年增長率增長至超過8.63億美元。這一增長主要由用于增加光纖網絡容量的高數據速率可插拔模塊驅動。此外，隨著訓練數據集規模的迅速增長，預計未來的數據處理將需要借助光來實現，即通過在機器學習服務器中采用光輸入/輸出技術來擴展機器學習模型。

  集成技術平臺競速實現高速光通道

  向更高通道速率邁進

  預計到2026-2027年，單通道速率將過渡到200G，這一轉變是由下一代AI集群和云數據中心的需求所推動的。這種變化基于400G/通道激光器及其他組件的持續發展，這將為每端口以太網速度達到3.2T甚至更高的路徑鋪平道路。

  具有競爭力的集成材料技術平臺

  高速光通信的未來在于三大主要材料平臺：

  絕緣體上硅（SOI）：為了支持400G/通道，先進的電光（EO）調制器材料對于SOI來說至關重要，但這會增加復雜性和成本。將SOI與薄膜鈮酸鋰（TFLN）或鈦酸鋇（BTO）等材料結合，可以實現高帶寬，但成本較高，預計到2032-2033年左右才會具備經濟可行性。SOI上的TFLN調制器可能是短期解決方案，不過存在鋰污染和集成良率方面的挑戰。一個廣泛的工業生態系統正在致力于提升基于SOI的硅光子技術。

  絕緣體上鈮酸鋰（LNOI）：LNOI的薄膜結構提供了更好的模式限制和更低的驅動電壓，使其非常適合線性可插拔光學（LPO）、線性重定時光學（LRO）和相干lite光學等超高帶寬應用。盡管初期成本高且大規模生產有限可能是障礙，但TFLN是2027-2028年有望實現的3.2T可插拔模塊的關鍵材料。

  磷化銦（InP）：InP通過在芯片上集成諸如激光器和放大器等有源光子元件而表現出色，減少了組裝復雜性，盡管目前成本較高且生產受限。到2029年，InP可能成為SOI和LNOI的強勁競爭對手，尤其是在相干lite應用方面。Infinera、Lumentum、Smart Photonics、Effect Photonics和Bright Photonics等公司正在InP PIC技術方面處于領先地位。

  展望

  數據中心和網絡中對于可擴展、節能且成本效益高的光解決方案的需求，為SOI（TFLN、BTO和聚合物）、LNOI和InP平臺之間的激烈競爭奠定了基礎。每個平臺都有其獨特的優勢和挑戰，塑造著IM-DD或相干lite可插拔模塊的未來，并影響著更廣泛的光通信格局。