潛在應用推動市場持續增長
據麥姆斯諮詢介紹，集成光學概念最早由貝爾實驗室（Bell Labs）的Stewart E.Miller於1969年提出。集成光學是在光電子學和微電子學基礎上，採用集成方法研究和發展光學器件和混合光學電子學器件系統的一門新的學科。它將複雜的光學功能集成到單個器件中，從而實現器件小型化，改善效率和可靠性，以及更低的成本。在經歷2000年網際網路泡沫所導致的坎坷階段，到了2010年代，多款基於矽光子技術的光收發器終於面市，市場上的主要廠商包括英特爾（Intel）、Acacia和Luxtera。
2019年，數據中心應用的矽光子收發器的出貨量達到了近350萬隻，營收達到3.64億美元。由於大部分產品是在2016年和2017年前後問世，因而這一增長令人印象深刻。據報導，矽光子收發器比傳統光學收發器具有更好的可靠性和更低的價格。
預計未來幾年，這種增長趨勢將繼續保持。一方面原因在於雲計算、視頻流媒體和物聯網（IoT）應用，使全球網絡流量每三年翻一番。因此，預計2025年矽光子收發器市場規模將達到36億美元，出貨量可達2400萬隻。
矽光子收發器已然發展成為一個擁有數百萬出貨量的產業，催生了包含工藝設計套件（PDK）、設計規則、仿真軟體、測試設備和代工廠的生態系統。這個生態系統使新入局者能夠輕鬆地利用這項技術，開拓新的應用。位於美國加州的Genalyte將在今年發布矽光子免疫分析技術。KVH今年發布了採用矽光子技術的光纖陀螺。基於矽光子器件的電子鼻、雷射雷達（LiDAR）和光學計算機斷層掃描（OCT）等產品也在開發中，預計將在未來幾年相繼問世。
共封裝光學器件
儘管矽光子為光收發器帶來了可靠性和成本等優勢，但它還不是強制標準。不過，未來五年情況可能會發生變化。網絡交換機和收發器的數據速率每18個月翻一番。目前交換機數據速率為5 Tbps，2025年將達到51.2 Tbps。收發器數據速率將從100 Gbps增加到800 Gps，每個交換機的收發器數量將從4個增加到16個或32個。因此，交換機中的數據傳輸密度將大大增加，從而帶來重要的集成和熱管理挑戰。
共封裝光學器件（CPO）是實現51.2 Tbps交換機的關鍵。為了降低熱損失，光纖必須靠近強大的處理單元——交換機專用集成電路（ASIC）。在共封裝光學器件中，收發器的所有元件（現稱光子引擎，包括雷射器、調製器、光電探測器、驅動器和光學元件以及交換機ASIC）都封裝在同一個設備中，其結果是一種緊湊、集成、低損耗以及具有更好熱管理的系統。
目前有多家公司正在開發CPO技術，目標是在2025年左右推出產品。英特爾在2020年3月展示了一款光子引擎達到1.6 Tbps的原型，通過中介層實現共封裝。同樣在2020年3月，Rockley Photonics聯合Accton、莫仕（Molex）和泰科電子（TE Connectivity），開發了25.6 Tbps OptoASIC交換機系統，該系統共封裝Rockley LightDriver光引擎以及銅纜附加400 G光纖模塊。當然，涉足CPO的還有很多其它公司，包括微軟（Microsoft）和臉書（Facebook），它們正在關於標準展開合作。
矽光子領域不斷吸引新入局者
矽光子是一種非常重要的光通信技術，它可以提供更可靠更經濟的產品，並能實現未來五年交換機所需要的高數據速率密度。因此，吸引了數據通信基礎設施領域的重要廠商。2012年，思科（Cisco）以2.17億美元收購了Lightwire，2019年，又以6.6億美元收購了Luxtera，以26億美元收購了Acacia。Luxtera的數據通信矽光子收發器市場占有率為35%，而Acacia則是長距離矽光子收發器的主要供應商。伺服器供應商英特爾在用於數據通信的矽光子收發器市場占有60%的份額。
這種垂直整合趨勢還在繼續，矽光子似乎是系統廠商進入收發器市場的一個機會。瞻博網絡（Juniper Networks）就是一個很好的例子，該公司是路由器和交換機領域的領導者，它在2016年以1.65億美元收購了Aurrion，並正在籌備400ZR矽光子收發器。富士通光網絡（Fujitsu Optical Networks）正在推400ZR矽光子收發器。諾基亞則在2020年2月收購了Elenion。
多元化是業務平穩運營的關鍵。Inphi和NeoPhotonics等其它公司也提出了技術強大的矽光子收發器。HPE正在與多個合作夥伴開發矽光子開發平台。中國對5G和雲數據中心也雄心勃勃。多家中國廠商正在通過與西方廠商的合作進入矽光子市場，例如，阿里雲正在與Elenion合作，亨通光電在和Rockley Photonics合作，博創科技則與Sicoya建立合作。
矽光子光學收發器的出貨量已達數百萬隻。它有望成為未來五年網絡交換機的關鍵技術。對矽光子感興趣的廠商多得驚人。矽光子已然成長為一個成熟的產業，並將在未來幾年內實現新的應用。
延伸閱讀：
《光纖雷射器技術及市場趨勢-2019版》
《雷射雷達（LiDAR）技術及市場趨勢-2019版》
《新冠肺炎（COVID-19）診斷技術、廠商及趨勢-2020版》
《環境氣體傳感器技術及市場趨勢-2020版》