随着云计算、大数据等新技术的商用，数据中心流量和带宽呈指数级增长。据思科预测，全球数据中心IP流量将从2015年的每年4.7ZB增长到2020年每年15.3ZB，年复合增长率约为27%。据LightCounting预测，到2019年数据中心光模块销量将突破5000万片，2021年市场规模有望达到49亿美元，这对模块厂商来说是一个巨大的机会。同时，我们也可以看到光模块在数据中心的应用与传统的电信传输市场存在一些差异。这里简单说一下光模块技术在数据中心的发展方向。目前市场对数据中心光模块的要求可以概括为低价格、低功耗、高速、高密度、短周期、窄温。稍微解释一下：价格低廉：光模块在数据中心广泛应用的基础，也是数据中心发展的原动力；低功耗：符合人类绿色发展理念，在保护环境的前提下促进产业发展；增加云计算、大数据等数据通信需求；高密度：增加单位空间内的光传输通道数，以达到增加数据传输容量的目的；周期短：近期数据通信快速发展的特点，一般生命周期为3-5年；窄温度：数据中心光模块的应用是在有温湿度控制的房间内，所以有用户建议工作温度可以定义为15度到55度之间比较窄的温度范围——这是一种合理的剪裁衣服的练习。从宏观上看，数据中心光模块市场是一个根据实际需求合理定义光模块寿命和工作条件，充分优化光模块性价比的市场。由于数据通信网络的开放趋势，这个市场积极开放，欢迎新技术的引入，也有探索新标准和应用条件的氛围。这些都为数据中心光模块技术的发展提供了良好的条件。本文试图列出数据中心光模块技术的一些发展方向，供大家参考。非气密性封装由于光学元件（OSA）成本占光模块成本的60%以上，光芯片成本下降的空间越来越小，最有可能降低成本的就是封装成本。在保证光模块性能和可靠性的同时，需要推动封装技术从相对昂贵的气密性封装向低成本的非气密性封装发展。非气密封装的要点包括光器件本身的非气密性、光学元件设计的优化、封装材料和工艺的改进等。其中，光器件尤其是激光器的非气密化，是最具挑战性的。这是因为如果激光设备是非气密的，那么昂贵的气密封装确实是不必要的。幸运的是，近年来，几家激光器制造商公开宣称他们的激光器可以用于非气密应用。纵观目前大批量出货的数据中心光模块，多为非气密封装。看来，非气密封装技术已经被数据中心光模块行业和客户所接受。在混合集成技术多通道、高速、低功耗要求的推动下，同等体积的光模块需要具有更大的数据传输能力，光子集成技术正逐渐成为现实。光子集成技术含义广泛：例如硅基集成（平面光波导混合集成、硅光子学等）、磷化铟基集成等。混合集成技术通常指不同材料的集成.也可以将部分自由空间光学和部分集成光学的构建称为混合集成。典型的混合集成是将有源光学器件（激光器、探测器等）集成到具有光路连接或一些其他无源功能（多路复用器等）的基板（平面光波导、硅光子等）上。混合集成技术可以使光器件非常紧凑，顺应光模块小型化的趋势，便于采用成熟的自动化IC封装工艺，有利于量产。是近期用于数据中心的光模块的有效技术。倒装芯片技术倒装芯片是IC封装行业的一种高密度芯片互连技术。在光模块速度突飞猛进的今天，缩短芯片间的互连线是一个有效的选择。倒装芯片通过金-金焊或共晶焊将光芯片直接焊接到基板上，比金线键合的高频效果好得多（距离更短、电阻更低等）。此外，对于激光器来说，由于有源区靠近焊点，激光器产生的热量更容易从焊点传递到基板，这对提高激光器在高效率下的效率有很大帮助。温度。由于倒装芯片键合在IC封装行业是一项成熟的技术，目前已经有很多用于IC封装的商用自动倒装芯片键合机。由于需要光学耦合，光学元件需要高精度。近年来，用于光学元件加工的高精度倒装焊机十分抢眼。在很多情况下，已经实现了被动对准，大大提高了生产率。由于倒装芯片（也称自动邦定）机具有高精度、高效率、高质量的特点，因此倒装芯片技术已成为数据中心光模块行业的重要工艺。COB（ChipOnBoard）技术COB也是IC封装行业的一种工艺。其原理是先通过环氧树脂贴片工艺将芯片或光学元件固定在PCB上，然后通过引线键合（wirebonding）进行电气连接，固定顶部滴封。显然，这是一个非密封封装。这个过程的好处是可以使用自动化。例如，光学元件经过倒装焊等混合集成后，就可以看成是一块“芯片”。然后用COB技术固定在PCB上。目前，COB技术已被广泛采用，特别是在使用VCSEL阵列的短距离数据通信的情况下。高度集成的硅光子也可以使用COB技术进行封装。硅光子学是探索将光电器件与硅基集成电路技术兼容，集成在同一硅衬底上的技术和方法的科学。硅光子技术最终将走向光电集成电路（OEIC：Opto-ElectricIntegratedCircuits），使目前分离的光电转换（光模块）转变为光电集成中的局部光电转换，进一步推动系统的集成化。当然，硅光子技术可以实现很多功能，但最耀眼的还是硅调制器。从业界的角度来看，一项新技术进入市场的门槛必须是在性能和??成本上具有竞争力，这对于需要巨额初始投资的硅光子技术来说确实是一个不小的挑战。在数据中心光模块市场，由于大量需求集中在2公里以内，加上低成本、高速、高密度等强烈要求，更适合硅光子的大量应用。个人认为在100G速率下，传统光模块已经很成功，硅光大量进入并不容易。但在200G和400G以上的速率，由于传统的直接调制方式已经接近带宽极限，而EML的成本相对较高，这将是硅光子的一个很好的机会。硅光子的大量应用也取决于业界对该技术的开放度和接受度。如果在制定标准或协议时考虑到硅光子学的特点，在满足传输条件的前提下放宽一些指标（波长、消光比等），这将极大地促进硅光子学的发展和应用。OnBoardOptics如果说OEIC是终极的光电集成解决方案，那么OnBoardOptics则是介于OEIC和光模块之间的一项技术。板载光学器件将光电转换功能从面板转移到主板处理器或相关电子芯片的一侧。由于节省空间，密度增加，高频信号的走线距离也缩短，从而降低功耗。板载光学最初专注于使用VCSEL阵列的短距离多模光纤，但最近也有在单模光纤中使用硅光子技术的解决方案。除了单纯的光电转换功能组合外，还有一种形式是将光电转换功能（I/O）与相关电子芯片（处理）封装在一起（Co-package）。星载光学器件虽然具有密度高的优势，但制造、安装、维护成本较高，目前大多应用于超级计算领域。相信随着技术的发展和市场的需求，车载光学将逐步进入数据中心光互连领域。为迎接即将到来的数据中心红利挑战，光迅科技推出完整的25G/100G产品系列，为数据中心内部互联提供一揽子产品解决方案。同时，为给客户提供更具性价比的互连解决方案，光迅科技将在2017CIOE上推出100GPSM4硅光子产品和400G数通系列产品。
