近年來，全球各個國家紛紛啟動數字戰略布局。數據中心等數字基礎設施迅猛發展。中國數字經濟也逆勢崛起，然而，我國的算力和數據處理能力仍分布不均。
為此，我國創造性地啟動了東數西算工程，掀起新一輪的數據中心建設高潮，預計未來五年數據中心機架數量將實現超翻倍增長。
在今日舉行的2022中國光通信高質量發展論壇上，成都新易盛通信技術股份有限公司業務拓展總監張金雙發表演講，暢談作為數據中心網絡互連關鍵器件，高速光模塊技術的發展趨勢。
數據中心建設帶動高速率光模塊需求
張金雙認為，建設新型數據中心，需要關注三個重點：第一是構建規模算力，引導大型、超大型數據中心向樞紐內集聚，形成數據中心集群，提升整體算力規模和效率;第二是高速互聯，打通數據高速傳輸網絡，強化云網融合、多云協同，促進東西部算力高效互補和協同聯動;第三是綠色集約，支持數據中心進行節能減碳、可再生能源供電。
作為數據中心的核心資產，IT設備的服務器、存儲器和網絡設備都需要采用光模塊進行互連，才能完成數據的高速處理和流轉。隨著數據中心用戶數據流量的增長，以太網的帶寬也向著高速率不斷演進，這也直接帶來了高速光模塊的需求增長。
在數據中心的內部互連中，小于2公里，光連接從100G逐漸向200G/400G/800G發展，而數據中心不同域和園區之間的互連，尤其是小型化相干光模塊的推出，也推動數據中心互聯從100G向800G的演進。
張金雙指出，光模塊的發展也離不開標準和規范的制定，只有在遵從相同規范和指標要求的情況下，不同廠商之間的光模塊配合才能夠實現更好的互聯互通。
據了解，各大標準組織均已積極推出800G光模塊技術規范。其中，國際標準組織IEEE802.3以太網工作組在2021年底成立P802.3df項目，啟動800G/1.6T以太網技術標準的研究。
技術創新助力光模塊低功耗發展
一直以來，數據中心都是能耗大戶，有關預測顯示，到2030年，數據中心電能消耗將占全球總用電量的3%~13%。2021年7月，工信部發文要求，新建大型及以上數據中心PUE需降至1.3甚至1.25以下。IT設備尤其是隨著帶寬增長能耗占比不斷增長的交換設備的節能設計逐漸提上日程。
而根據微軟的數據顯示，光模塊在交換設備中功耗占比超過50%，業界也一直在研究降低光模塊功耗的課題。張金雙介紹，為降低光模塊的功耗，目前主要從芯片器件的節能和模塊整體設計和優化方面考慮。
一是數字處理芯片工藝升級。光模塊中，DSP芯片功耗占比超50%，在業界的努力下，DSP芯片處理工藝從16nm降至7nm、5nm，從而令功耗降低15-25%。
二是發端芯片技術方案發展。發端芯片功耗也是光模塊功耗的重要部分，行業通過不同方案的研究向更高速率的單波200G發展，同時考慮功耗設計。目前，微環和鈮酸鋰方案在帶寬和功耗方面表現都不錯，尤其是業界已經有演示超300G-PAM8，但是鈮酸鋰方案目前產業鏈成熟度相對降低。而在產業鏈配合較好的III-V族電吸收方案，在帶寬和功耗方面的表現則差強人意。硅光MZ方案則在各方面都需要努力。
三是光模塊電路域設計優化與光封裝高度集成。從分立器件到高度集成，從可插拔到共封裝CPO，尤其是在未來3.2T速率CPO將是一個重要選擇，具有降低功耗15%-30%的潛在可能。
營業執照公示信息