O projeto do transceptor fotônico de silício FiberMall concentra-se na pesquisa independente, desenvolvimento e inovação da tecnologia de chip óptico e centra-se na indústria de comunicação óptica. Seu principal negócio abrange o design, embalagem e teste de chips ópticos. A FiberMall está empenhada em promover a solução geral da indústria de mecanismos ópticos. Seus principais produtos abrangem chips e componentes WDM baseados em 40G/100G/400G/800G AWG (Arrayed Waveguide Grating), chips fotônicos de silício acima de 400G, modulação DSP e chips de demodulação.

As principais tecnologias dos transceptores fotônicos de silício da FiberMall são divididas em tecnologia AWG e tecnologia de chip fotônico de silício. A FiberMall atribui grande importância à produção em massa de produtos e à relação custo-benefício trazida aos clientes. A FiberMall pode fornecer chips, produtos de componentes e embalagens de dispositivos, incluindo chips AWG e séries de componentes, design de chips fotônicos de silício e serviços de empacotamento de motores ópticos de alta velocidade e produtos de projeção a laser.

Na plataforma de tecnologia principal, a FiberMall construiu uma plataforma madura para chip AWG, design de componentes e produção em massa, e uma plataforma de processo COB totalmente automatizada que pode realizar a produção em massa de módulos ópticos da série 100G. Ela também construiu uma plataforma de processo de empacotamento óptico de silício para interconexões ópticas acima de 400G. Com base no atual chip de fotônica de silício 400G DR4, a FiberMall continuará investindo em pesquisa e desenvolvimento e gradualmente fornecerá ao mercado chips integrados de fotônica de silício coerentes comerciais com uma taxa de mais de 400G.

Olhando para os momentos históricos do desenvolvimento da comunicação óptica, Módulos ópticos 100G foram oficialmente comercializados em larga escala no mercado de data center norte-americano em 2017 e, posteriormente, tornaram-se a taxa principal de arquitetura óptica de data center. A demanda por 100G no mercado de data center da China também continua a crescer. O transceptor óptico de 100G no data center leva 100G CWDM4 como a principal escolha. Além disso, graças às vantagens multicanal, baixo custo e confiabilidade dos chips e componentes AWG, os fornecedores de transceptores 100G geralmente optam por produzir 100G CWDM4 com um esquema de multiplexação por divisão de comprimento de onda AWG.

O chip AWG foi originalmente projetado pela FiberMall. A FiberMall estabeleceu uma plataforma de processo de componentes AWG em 2016 e passou na verificação completa do processo de componentes 40G AWG. Em 2017, passou com sucesso no teste de verificação de clientes de data centers de grande escala e obteve remessa em massa de componentes AWG. Em 2019, a verificação do cliente dos produtos 100G AWG foi concluída novamente. Os chips AWG da FiberMall têm as vantagens de alto rendimento, alta largura de banda, personalização, baixa perda, baixa torção e baixo custo.

Com o crescimento constante das despesas de capital dos fornecedores de nuvem e o rápido aumento no tráfego global de dados, a capacidade de largura de banda da infraestrutura de rede continua a se expandir. O data center itera a cada 2-3 anos, e a taxa do transceptor óptico está evoluindo rapidamente de 100G para 200G/400G. As empresas de computação em nuvem da Internet representadas pela Amazon, Google, Microsoft e Meta estão implantando Módulos ópticos 400G em lotes em data centers, com foco em módulos 400G DR4 com distância de transmissão de 500 metros. O 400G DR4 é considerado a melhor escolha para a tecnologia de integração de fotônica de silício.

A tecnologia de fotônica de silício integra vários dispositivos ópticos em um único chip. Comparado com dispositivos discretos tradicionais, pode melhorar a eficiência e reduzir a complexidade do processo de montagem de componentes independentes. Aproveitando os recursos de fabricação em larga escala das plataformas CMOS de wafer de silício, a tecnologia pode reduzir significativamente o custo dos módulos ópticos e atender efetivamente à demanda de clientes sensíveis ao custo.

Diagrama de olho de wafer de silício CMOS

Tresultados estimados of wafer e chip de fotônica de silício 400G

A FiberMall opta por investir pesadamente em P&D de chips moduladores ópticos de silício para lidar com a tendência futura da tecnologia de transceptores ópticos. A FiberMall acredita que os chips fotônicos de silício darão início a um maior espaço de desenvolvimento para aplicações de 400G e de alta velocidade. O modulador óptico de silício transmissor 400G da FiberMall foi gravado com sucesso em 2019 e o design do projeto será concluído em 2020. No mesmo ano, o chip 800G também foi gravado com sucesso.

Em maio de 2021, a FiberMall lançou oficialmente 100G DR1 e chips moduladores fotônicos de silício 400G DR4 e cooperou com empresas de equipamentos de teste conhecidas para demonstrar a interoperabilidade Ethernet de módulos de solução fotônica de silício 400G/800G com base na solução fotônica de silício da FiberMall. Isso verificou com sucesso a capacidade de transmissão de tráfego de carga total da Ethernet 400G/800G, bem como a interoperabilidade e o teste de tráfego do fan-out de 400G/800G para vários módulos ópticos 100G DR1.

Os usuários de data centers em nuvem percebem as limitações das ópticas de fosforeto de índio (InP) e arseneto de gálio (GaAs) em termos de velocidade, confiabilidade e integração com a eletrônica CMOS, o que, por sua vez, impulsiona o crescimento gradual da participação de mercado da fotônica de silício de data center transceptor. De acordo com a análise da LightCounting, a receita global de vendas de produtos de fotônica de silício atingirá quase 30 bilhões de dólares em 2021-2026, e a participação de mercado de produtos de fotônica de silício deverá exceder 50% até 2026.

“Mas nos próximos anos, os módulos ópticos tradicionais ainda serão a escolha principal no mercado de data center, o que depende do trade-off do usuário final entre o custo e a confiabilidade dos chips e módulos fotônicos de silício.” Yang Ming disse que a demanda atual por produtos fotônicos de silício está altamente concentrada no mercado norte-americano, o que será um processo longo e custoso para desenvolver e comercializar chips e módulos fotônicos de silício. Isso é um fardo pesado para as empresas de transceptores ópticos e chips ópticos em geral, especialmente o custo de fita e o custo de tempo das plataformas de wafer CMOS que podem chegar a 5 milhões de yuans por vez.

O mercado global de transceptores ópticos por tecnologia

Previsão de desenvolvimento de produtos fotônicos de silício nos próximos cinco anos

A FiberMall se concentra no desenvolvimento e design de chips fotônicos de silício. Possui um design de eletrodo original que pode efetivamente reduzir a tensão de condução, garantindo a largura de banda. Combinado com o design de parâmetros do chip do sistema do cenário de aplicação, o plano pode efetivamente reduzir o excesso de design. A FiberMall também propõe um esquema de design de alta confiabilidade adequado para o processo COB, que pode efetivamente reduzir os custos de embalagem do cliente.

A FiberMall investiu mais de 70 milhões de yuans em pesquisa e desenvolvimento e mais de 50 milhões de yuans em ativos fixos de equipamentos. Como um dos poucos fabricantes líderes com capacidade real de fornecimento de chips fotônicos de silício, a FiberMall obteve vários lançamentos de produtos de P&D por meio da cooperação com uma plataforma profissional de fabricação de chips fotônicos de silício. Juntamente com seus próprios serviços de empacotamento de dispositivos automatizados de suporte, a FiberMall pode cooperar com fabricantes de transceptores ópticos para acelerar projetos de desenvolvimento fotônico de silício e ajudá-los a cruzar o alto limite de investimento de produtos fotônicos de silício.

Olhando para o desenvolvimento futuro, a FiberMall irá primeiro continuar a expandir sua capacidade de produção por meio de financiamento e transformar mais resultados de P&D em produção de produtos. Atualmente, está em andamento a construção de um prédio fabril de 12,000 mil metros quadrados, com previsão de entrada em operação em fevereiro do ano que vem. A AWG e a tecnologia fotônica de silício compartilham o tópico comum de como reduzir continuamente a perda excessiva de inserção, o que trará uma boa sinergia para o desenvolvimento do FiberMall.

A tecnologia AWG madura pode fornecer ideias para inovação em pesquisa e desenvolvimento de fotônica de silício. Enquanto isso, os produtos AWG da FiberMall entraram na cadeia de suprimentos da maioria dos fabricantes de centros de tecnologia em nuvem. Os produtos AWG também podem facilitar a expansão dos negócios de chips fotônicos de silício e motores fotônicos de silício e promover a evolução contínua de produtos 100G para 400G.

A FiberMall acredita que a demanda por III-V, fotônica de silício, niobato de lítio e até mesmo polímeros no mercado de comunicação óptica aumentará no futuro. A principal tarefa das empresas de chips ópticos é focar na melhoria da confiabilidade, produtividade em massa e escalabilidade dos chips, fornecendo soluções mais econômicas para ajudar os clientes a melhorar o desempenho do produto, consolidar a qualidade do produto e promover atualizações do produto. Esse é o valor central da FiberMall, não apenas em inovação tecnológica, mas também na crença de serviço em primeiro lugar.