隨著人工智能、大數(shù)據(jù)行業(yè)的不斷發(fā)展,光計(jì)算作為一種有助于芯片效率提升的優(yōu)良選擇,正引起業(yè)界的廣泛關(guān)注,并有望在未來(lái)數(shù)據(jù)中心中產(chǎn)生重大影響。據(jù)美國(guó)商務(wù)部近日披露的新聞稿顯示,美國(guó)商務(wù)部通過(guò)《芯片法案》與光學(xué)半導(dǎo)體企業(yè)英飛朗(Infinera)合作,簽署了一份不具約束力的備忘錄,提供高達(dá)9300萬(wàn)美元的資金。該消息引起了行業(yè)眾多關(guān)注。
據(jù)悉,這份補(bǔ)貼將支持英飛朗在加利福尼亞州的圣何塞新建一個(gè)面積超3700平方米的晶圓制造廠,將使該企業(yè)制造基于磷化銦的光子集成電路(InP PIC)上的產(chǎn)能提升10倍;并在賓夕法尼亞州的伯利恒建立一個(gè)測(cè)試和高級(jí)封裝中心,開(kāi)展擴(kuò)產(chǎn)2.5D/3D封裝、共封裝光學(xué)CPO等產(chǎn)能。此外英飛朗還計(jì)劃申請(qǐng)美國(guó)財(cái)政部的投資稅收抵免。兩部分美國(guó)聯(lián)邦層面激勵(lì)措施之和有望超2億美元。
公開(kāi)資料顯示,Infinera是一家垂直整合的美國(guó)半導(dǎo)體制造商,擁有二十多年的經(jīng)驗(yàn),專注于利用磷化銦(InP)技術(shù)生產(chǎn)光子芯片(PIC)。Infinera的光子芯片支持寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和人工智能(AI)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用的高效數(shù)據(jù)傳輸,其通過(guò)將多種光學(xué)功能整合到單個(gè)芯片上,這些電路降低了能耗和運(yùn)營(yíng)成本,同時(shí)優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)性能。并據(jù)Infinera官網(wǎng)資料顯示,該企業(yè)擁有自己的半導(dǎo)體制造和封裝設(shè)施,憑借內(nèi)部光學(xué)半導(dǎo)體晶圓廠 (OSF) 和革命性的光子集成電路 (PIC),Infinera 提供從概念到開(kāi)發(fā)再到生產(chǎn)的創(chuàng)新解決方案。在當(dāng)下AI浪潮下,該公司有望通過(guò)其技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步拓寬市場(chǎng)份額。
據(jù)今年6月行業(yè)消息顯示,諾基亞宣布計(jì)劃以23億美元的價(jià)格收購(gòu)Infinera,預(yù)計(jì)交易將于2025年上半年完成。這比交易將擴(kuò)大諾基亞在北美市場(chǎng)的準(zhǔn)入,此外更好地支持Infinera在北美以外的客戶。這筆交易在當(dāng)時(shí)引起了業(yè)界較多的關(guān)注,一是因?yàn)橹Z基亞的產(chǎn)業(yè)布局,二則是因?yàn)樵摴P收購(gòu)額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)預(yù)測(cè)。
被寄予厚望的光子芯片
目前,光模塊主要有兩大集成方案,一是InP磷化銦的集成,另一個(gè)則是硅光SiPh的集成。此外,值得一提的是,還有一個(gè)尚未到來(lái)的TFLN薄膜鈮酸鋰。在該領(lǐng)域的代表廠商主要包括Infinera、Acacia、Inphi、Ciena、 Huawei等企業(yè)。其中,Acacia、Inphi則是明顯的硅光集成芯片商,Infinera則專注于磷化銦。
業(yè)界之所以對(duì)諾基亞的收購(gòu)價(jià)驚訝,是因?yàn)樵谏鲜鋈襂nfinera、Acacia、Inphi光學(xué)集成方案商中,Infinera的業(yè)績(jī)是其中最好的。但是他們都逃脫不了被收購(gòu)的命運(yùn),Acacia以45億美元被思科收購(gòu),Inphi則是以100億美元被Marvell收購(gòu),而Infinera卻在今年被開(kāi)出了23億美元的價(jià)格。因此,在Infinera獲得上述美國(guó)《芯片法案》9300萬(wàn)美元資助時(shí),部分行業(yè)人士猜測(cè),該筆收購(gòu)或會(huì)產(chǎn)生變動(dòng)。
在硅光芯片領(lǐng)域,自1985年以來(lái),硅光子學(xué)作為一種技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)歷了顯著的演變。最初,這一領(lǐng)域?qū)W⒂陂_(kāi)發(fā)高約束波導(dǎo)技術(shù)。隨著時(shí)間的推移,硅光子學(xué)不僅實(shí)現(xiàn)了與CMOS行業(yè)在材料、集成和封裝技術(shù)方面的戰(zhàn)略性整合,而且最終在收發(fā)器領(lǐng)域確立了其主導(dǎo)地位。
而磷化銦領(lǐng)域最突出的用途主要是光電子領(lǐng)域,InP激光器為世界各地的光通信系統(tǒng)產(chǎn)生光,從光纖連接和網(wǎng)絡(luò)到自由空間光通信。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,目前各大研究者致力于在InP基材上構(gòu)建成熟的光基集成電路。至今,其應(yīng)用場(chǎng)景已從通信技術(shù)拓寬至汽車、醫(yī)療和其他市場(chǎng)的傳感器和成像應(yīng)用。
而在當(dāng)代AI時(shí)代,數(shù)據(jù)中心也成為了InP磷化銦和硅光SiPh兩大集成方案主要且最直接的應(yīng)用場(chǎng)景。磷化銦(InP)方面,其允許單片集成有源元件(激光器、放大器),但晶圓尺寸較小。硅基光電子則利用成熟的大硅晶圓CMOS制造工藝,但需要異構(gòu)集成有源元件。過(guò)去十年間,多項(xiàng)用于數(shù)據(jù)中心互連的PIC技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)并商業(yè)化,傳輸速率從40G擴(kuò)展到800G。
總體而言,光電子集成電路徹底改變了數(shù)據(jù)中心的互連方式,在大幅提高帶寬的同時(shí),還提高了能效并降低了成本。隨著數(shù)據(jù)中心向100 Tbps甚至更高的交換節(jié)點(diǎn)邁進(jìn),光電子集成電路技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新,尤其是CPO領(lǐng)域的創(chuàng)新,對(duì)于滿足不斷增長(zhǎng)的帶寬需求很重要。未來(lái)先進(jìn)光電子集成技術(shù)的融合,加上封裝和光纖連接技術(shù)的創(chuàng)新,將帶領(lǐng)下一代數(shù)據(jù)中心邁向高性能、可擴(kuò)展的光互連新世界。