硅光子學(xué)：全球巨頭競(jìng)相角逐的新戰(zhàn)場(chǎng)

硅光子學(xué)市場(chǎng)正在變得越來(lái)越擁擠。半導(dǎo)體供應(yīng)商、IC設(shè)計(jì)工具供應(yīng)商、OEM和foundry都在這個(gè)新興市場(chǎng)上爭(zhēng)奪空間。隨著云端和網(wǎng)聯(lián)服務(wù)、航空航天、金融、工業(yè)部門和醫(yī)藥等領(lǐng)域的大量潛在客戶對(duì)超快速數(shù)據(jù)訪問(wèn)、傳輸和編程的新解決方案的需求激增，硅光子學(xué)市場(chǎng)有望在未來(lái)十年實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

潛在的市場(chǎng)可能是巨大的，但就目前而言，實(shí)際的市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的規(guī)模來(lái)說(shuō)是微不足道的。Polaris市場(chǎng)研究公司估計(jì)，硅光子產(chǎn)品（收發(fā)器、可變光衰減器、開關(guān)、電纜和傳感器）的營(yíng)收2021年超過(guò)10億美元，而同年全球芯片銷售額為5，559億美元。但在2021年至2030年期間，這一新興市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到27.4%，銷售額預(yù)計(jì)將達(dá)到91.4億美元。

Polaris在一份聲明中表示：“對(duì)更快數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖鲩L(zhǎng)，使各種制造商都能夠使用這種技術(shù)來(lái)增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算和處理能力。因此，硅光子學(xué)正經(jīng)歷著健康的增長(zhǎng)速度。許多制造商都在積極開發(fā)硅光子學(xué)技術(shù)，并投資于該技術(shù)謀求競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這也推動(dòng)了市場(chǎng)的增長(zhǎng)?！?/p>

硅光子學(xué)技術(shù)合作伙伴關(guān)系將開發(fā)者、軟件供應(yīng)商、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組件供應(yīng)商和潛在客戶聚集了在一起?？紤]到這些合作伙伴之間有相互沖突的需求，他們既是潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，又是提供著支持服務(wù)，這些聯(lián)盟能維持下去嗎？顯然，在建立更多合作之前，在最終用戶廣泛采用硅光子學(xué)之前，行業(yè)必須開始回答這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

包括Intel和ST在內(nèi)的芯片供應(yīng)商、EDA供應(yīng)商Synopsys、Cisco、HP和IBM等OEM，以及一大批規(guī)模較小的芯片制造商和光學(xué)元件供應(yīng)商都在努力在這個(gè)潛在市場(chǎng)中分得一杯羹。在硅光子學(xué)供應(yīng)鏈的不同環(huán)節(jié)之間的合并和收購(gòu)已經(jīng)非?；钴S。包括Cisco和Juniper Networks在內(nèi)的大型系統(tǒng)公司正在通過(guò)收購(gòu)成為垂直整合的硅光子學(xué)領(lǐng)域的玩家。

考慮到任何一項(xiàng)新技術(shù)的商業(yè)成功取決于量產(chǎn)，foundry的選擇對(duì)硅光子學(xué)供應(yīng)商至關(guān)重要。這里的問(wèn)題是，不同的開發(fā)商正在追求不同的硅光子學(xué)集成和實(shí)現(xiàn)路徑。由于沒(méi)有達(dá)成共識(shí)的硅光子學(xué)平臺(tái)，沒(méi)有一個(gè)可以與每個(gè)供應(yīng)商都能合作的通用foundry。

例如，Juniper Networks與Intel一樣，推出一款集成激光器的硅光子平臺(tái)。相比之下，Ayar Labs和Nvidia不喜歡集成激光器。

在硅光子學(xué)市場(chǎng)上，領(lǐng)先的foundry是GlobalFoundries、Intel和Tower Semiconductor（Intel在今年早些時(shí)候宣布收購(gòu)Tower）。目前尚不清楚TSMC的情況。雖然TSMC Labs一直計(jì)劃在HPC中應(yīng)用硅光子學(xué)的異構(gòu)集成光子引擎，但還未透露硅光子學(xué)的客戶。

毫無(wú)疑問(wèn)，Intel內(nèi)部的硅光子學(xué)代工能力在該公司光學(xué)收發(fā)器的成功中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。Intel對(duì)Tower的收購(gòu)也有望推動(dòng)Intel的硅光子學(xué)IDM2.0戰(zhàn)略。

GlobalFoundries是領(lǐng)先的硅光子學(xué)foundry。通過(guò)早期與硅光子學(xué)I/O解決方案初創(chuàng)公司Ayar Labs的合作，GlobalFoundries正在開發(fā)和落地基于300mm SOI晶圓的硅光子學(xué)平臺(tái)。它被稱為GF Fotonix，它利用了GlobalFoundries的45nm CMOS制造工藝和Ayar的CMOS光學(xué)I/O技術(shù)。

在今年早些時(shí)候發(fā)布GF Fotonix時(shí)，GlobalFoundries提到了多家合作伙伴，包括Broadcom、Cisco、Marvell、Nvidia，以及初創(chuàng)公司Ayar、Lightmatter、PsiQuantum、Ranovus和Xanadu。

其他公司也宣布了許多合作。今年4月，Synopsys和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商Juniper Networks表示，他們將成立一家硅光子學(xué)公司，以“解決電信、數(shù)據(jù)通信、LiDAR、醫(yī)療保健、HPC、AI和光計(jì)算等應(yīng)用中不斷增長(zhǎng)的光子需求”。雙方?jīng)]有披露相關(guān)條款，但表示，Synopsys將成為合資公司的多數(shù)股東。合資公司的名稱尚未公布。

Juniper的CEO Rami Rahim在宣布該協(xié)議的聲明中表示：“這項(xiàng)革命性的技術(shù)將改變?nèi)藗儤?gòu)建光子系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。我們一直是集成硅光子學(xué)的堅(jiān)定支持者，我們相信新公司將通過(guò)使用先進(jìn)的開放平臺(tái)來(lái)推動(dòng)這些系統(tǒng)的開發(fā)，這將大大降低成本，并在多個(gè)用例中提高設(shè)計(jì)的性能和可靠性?！?/p>

Rahim補(bǔ)充說(shuō)：“Juniper Networks將與新公司合作，建立一個(gè)廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，有效地開發(fā)下一代光收發(fā)器和共封裝設(shè)計(jì)?！盝uniper表示，該公司在光子器件設(shè)計(jì)和工藝集成方面向合資公司貢獻(xiàn)了200多項(xiàng)專利。

Synopsys-Juniper合資公司還得到了foundry公司Tower的支持，這一安排表明了多方位聯(lián)盟對(duì)于在該領(lǐng)域建立強(qiáng)大影響力的重要性。

硅光子學(xué)市場(chǎng)剛剛起步，目前還很難將其從更廣泛的光學(xué)技術(shù)和組件行業(yè)中分離出來(lái)衡量其規(guī)模和增長(zhǎng)。因此，很難確定每個(gè)玩家的相對(duì)規(guī)模和實(shí)力。

硅光子學(xué)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是毋庸置疑的，但行業(yè)還沒(méi)有解決平臺(tái)的基本問(wèn)題。如果硅光子學(xué)要實(shí)現(xiàn)其全部潛力，在他們選擇技術(shù)路線和建立聯(lián)盟的同時(shí)，這個(gè)新生市場(chǎng)的許多玩家必須努力解決技術(shù)上的缺陷。

審核編輯：黃飛