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最近恒频繁被客户问到:"现在采购400G和800G光模块,到底选传统EML方案还是硅光方案?硅光是不是马上就要全面替代传统光模块了?现在上传统方案会不会很快被淘汰?" 这个问题不搞清楚,轻则多花冤枉钱,重则整个机房布线方案推倒重来。

▲ 硅基光子集成芯片:光波导与光信号在硅片上高速传输
硅光 vs 传统光模块核心对比

逐维度深度拆解
硅光到底是什么?
硅光(Silicon Photonics)不是用硅来发光——硅本身不能直接发光。它的核心思路是用制造CPU的CMOS工艺,在硅或SOI(绝缘体上硅)衬底上直接刻蚀出波导、调制器、探测器、合分波器等光学器件,实现光子芯片的高密度集成。激光器通常外置(III-V族材料如InP),通过耦合方式将光引入硅光芯片。2013年Luxtera推出首款商用100G QSFP28硅光模块,2016年Intel跟进,至今已演进到800G和1.6T。
功耗:智算中心最关心的指标
硅光模块通过光子集成减少了连接损耗,且对温度敏感性较低,通常无需TEC(半导体制冷器),整体功耗较传统模块降低30%以上。以800G模块为例,传统EML方案功耗约12-16W,硅光方案可控制在8-12W。一台满配32口800G交换机仅光模块就能省下上百瓦,对动辄数万端口的超大规模智算中心来说,每年节省的电费和散热成本非常可观。
成本:速率越高优势越明显
硅光的成本优势是有"速率门槛"的。400G以下,传统方案产业链极其成熟,成本优势不明显甚至硅光更贵。但到了800G和1.6T,硅光通过集成化设计可将合分波器等光学元件集成于芯片,减少分立器件数量,零部件数量减少30%,单模块成本较传统方案下降15%-40%。同时,硅光利用CMOS晶圆级制造,规模化量产的成本下降曲线比传统分立器件更陡。这也是为什么头部厂商在800G以上产品中硅光方案占比已超过一半。
从可插拔到CPO:硅光的终极形态
硅光正推动光互联架构的根本变革,演进分为三个阶段:传统可插拔(Pluggable)技术成熟、可热插拔维护,但 DSP 功耗高、电信号走线路径长;NPO(近封装光学)将光引擎移至靠近交换芯片的 PCB 上(厘米级间距),去掉 DSP 后功耗降低 20%-40%;CPO(共封装光学)通过 2.5D/3D 先进封装将光引擎与 ASIC/GPU 集成于同一基板,电路径压缩至毫米级,功耗较传统方案降低 40%-60%,被业界视为 "终极方案"。但 CPO 对封装良率和系统稳定性要求极高,可插拔模块在中短距离和中小规模部署中仍将长期存在。

▲ 光互联架构形态对比
恒泰通的高速光模块能力