目前100G網絡架構已經成為數據中心主流架構，并且驅動了100G光模塊行業的繁榮。就長遠來看，數據中心仍有不斷升級的需求，業內普遍認為400G網絡架構將是100G網絡的演進方向，同時將帶動400G光模塊的市場需求與技術革新，其中光模塊激光器技術是重要的關注點。

光模塊核心組件之激光器芯片

光模塊是由多種光學器件封裝而成，其內部組件中激光器芯片是比較關鍵的部分，占光模塊成本的60%，主要影響光模塊的傳輸距離。激光器的主要類型有:VCSEL、FP、DFB、DML、EML，不同類型的激光器有不同的工作波長、方式和應用環境，如下表所示。

100G光模塊激光器芯片與硅光技術

在100G光模塊市場中，屬100G QSFP28光模塊市場份額較大，不同的QSFP28光模塊采用了上述不同的激光器。

100G-SR4 QSFP28封裝光模塊，主要用于100m內的多模并行方案，其內部多采用VCSEL激光器，VCSEL激光器具有體積小、耦合率高、功耗低、易集成、價格低等優勢;100G-CWDM4 QSFP28封裝光模塊，主要用于10km的粗波分復用方案，其內部多采用DML激光器，DML激光器具有尺寸小、功耗低、成本低等優勢;100G-ER4、100G-ZR4 QSFP28封裝光模塊，主要用于40km以上中長距離單模方案，其內部多采用EML激光器，EML激光器具有眼圖裕量大、色散小、消光比大、距離遠等優勢;而對于100G QSFP28 單波封裝光模塊，在芯片技術上有了新的突破---易飛揚面向數據中心場景的硅光集成100G光模塊早已實現量產，且有更低的BOM(零件物料)成本優勢，覆蓋傳輸距離分別有：500m、2km、10km等單模方案。

硅光技術在光模塊行業面臨的優勢與挑戰

目前光集成商業產品技術路線主要分為III-V族和Si兩大陣營，其中DFB、DML、EML等激光器是InP陣營，雖然技術相對成熟，但是成本高，與CMOS工藝(集成電路工藝)不兼容，其襯底材料每2.6年才翻一倍。而Si硅光器件，采用COMS工藝實現無源光電子器件和集成電路單片集成，可大規模集成，具有高密度的優勢，其襯底材料每1年可翻一倍。

目前100G光模塊已打開了硅光技術的大門，但其發展仍然面臨一些挑戰。

首先， 硅基集成激光光源有待解決。硅是間接帶隙半導體，相比于InP等直接帶隙半導體，硅光模塊中需要單獨引入光源，而光源并不符合摩爾定律，耦合集成得越多成本也越高，將會不斷抵消硅材料和工藝集成帶來的成本優勢。

其次，硅光模塊封裝難度大，良率低。硅光接口封裝處于初期階段，主要瓶頸在于光電子芯片和光纖陣列組建的光接口封裝，其對準與封裝的精度要求高，封裝效率低，現階段的封裝技術難以實現高質量，低成本的封裝，產品良率限制了硅光模塊的大規模量產。

另外， 硅光芯片可獲得量產化資源少。盡管硅光芯片與CMOS工藝兼容，但成熟的CMOS資源不對外開放或者沒有硅光流片經驗。

目前100G網絡仍是主流時代，100G QSFP28光模塊激光器芯片雖然以VCSEL、EML、DML為主，但是從長期來看，硅光方案是大勢所趨，在400G光模塊時代或將大規模發力。

硅光模塊是啥，簡單的說，就是利用硅光子技術在硅芯片上集成了光電轉換和傳輸模塊。是在硅基平臺上將微電子和光電子結合起來，構成新的硅光器件。目前，硅光技術已經進入產業化階段。下面簡單介紹易飛揚100G 硅光單波系列光模塊(LR1)。

硅光單波 100G QSFP28 LR1 產品特點介紹

符合QSFP28 MSA和IEEE 802.3cu 100GBASE-LR1

以太網標準

性能滿足100GE 20km光互連傳輸

24小時流量Traffic 測試0丟幀

光源采用雙透鏡COB創新工藝，提升散熱性能、耦合效率和可生產性

采用MZ調制硅光集成封裝工藝，與傳統EML 100G QSFP28 LR1相比，具有信號質量方面的相對優勢

采用7nm工藝 DSP芯片

三溫功耗小于4.0W(不開啟FEC)

同款BOM滿足 DR1, FR1, LR1 三款應用

硅光單波 100G QSFP28 LR1 產品工作原理介紹

硅光單波 100G QSFP28 LR1 產品關鍵參數介紹(三溫實測性能)

0℃眼圖性能實例

25℃眼圖性能實例

75℃眼圖性能實例

硅光單波 100G QSFP28 LR1 產品應用場景

可以作為100G QSFP28 LR4在某些100GE應用場景下的替代品，單波100G硅光產品建議成對使用。

不管是硅光版本，還是III-V族版本 ：100G QSFP28 單波BOM歸一化優勢，工藝時間短。

至此，咱們就簡單說明了100G QSFP28 硅光產品的情況，后續再聊聊400G硅光

來源：阿光聊光

審核編輯：湯梓紅