文章来源：半导体行业观察编译自photonics

根据光子学市场研究公司 LightCounting 的 2026 年预测，到 2026 年，硅基可插拔模块的出货量预计将比 2024 年的预测总量增长约 10 倍。随着行业努力满足市场需求，硅光子技术正进一步巩固其作为关键赋能技术的地位——它不仅助力实现规模化扩展，还推动了该领域迈向下一个创新时代；这一时代正经历着从“前面板可插拔模块”向“先进互连架构”的转型。

然而，由人工智能（AI）工作负载激增及网络基础设施需求所带来的挑战，正处于高度动态的变化之中。例如，在这一充满活力的技术生态中，“规模化扩展”的概念涵盖了整个行业价值链，这意味着其中存在着多种不同的瓶颈和潜在的制约点。因此，技术进步是一个循序渐进、不断迭代的过程。设定明确时间节点的部署计划——特别是针对共封装光学（CPO）技术——是实现产品化并最终将产品交付给终端用户的关键里程碑。但若要按时达成这一目标，并确保流程的可重复性，就必须在测试和封装等环节达到新的技术基准；而这两个环节恰恰都面临着独特的挑战。

此外，从 2024 年到 2026 年出货量实现 10 倍的增长，甚至可能还低估了未来的实际需求。

针对这种可能性及其所引发的一系列重要议题，Soitec 举办了“2026 年硅光子研讨会”，汇集了多位行业领袖，共同探讨如何推动这一既是赋能者、又是进步催化剂的技术不断向前发展。该研讨会重点聚焦了多个正在塑造光网络未来的关键主题与趋势。

基于硅光子技术的光模块产量大幅增长，促使代工厂同步扩大产能。Tower Semiconductor技术开发总监Ed Preisler介绍了该公司产能扩张的相关情况。Preisler指出，当前的增长周期在性质和规模上均与以往的晶圆厂增长周期有所不同。他表示，本轮增长浪潮的驱动力在于，多种模块标准（涵盖多波长、单通道100 Gb/s及单通道200 Gb/s速率）均需部署光子集成电路（PIC），而非仅仅针对单一产品或产品类别。Tower目前运营着三座8英寸晶圆厂和一座12英寸晶圆厂；为满足客户需求，公司已采取多项举措，旨在加快工艺验证及生产进度。

Preisler提到，“跨晶圆厂匹配”（cross-fab matching）及其所带来的信息共享，是Tower能够成功调整其硅晶圆厂以适应当前及未来需求的关键所在。这也为公司开启了新的机遇之门。光路交换（OCS）便是其中一个重点研究领域。Preisler表示，Tower正积极投身于OCS领域，并与Oriole Networks和Salience Labs等合作伙伴展开了深入协作。

据 Preisler 称，目前最大的变数在于“近封装光学”（NPO）。尽管硅光子技术已在多个领域（包括光路交换系统 OCS，以及向单通道速率超过 200 Gbps 的标准迈进）发挥了积极作用，但 NPO 有望成为推动该技术未来发展的真正核心驱动力。

这随之引出了一个显而易见的问题：如何获取支撑这一增长态势所需的海量高功率激光器？

正如 Tower Semiconductor 等公司一样，设备开发商兼制造商 Lumentum 正在扩大其设施的产能。作为磷化铟（InP）激光器的生产商，Lumentum 在光网络行业价值链中占据着关键地位。在公司首席技术官（CTO）Matt Sysak 的一场演讲中，供应链问题成为了关注的焦点。

Lumentum 的外置激光光源模块已被应用于 NVIDIA 的 Spectrum-X CPO（共封装光学）交换机中，该交换机已于今年夏天投入量产。除了这一商业里程碑外，2026 年对于 Lumentum 的研发工作也具有关键意义。该公司展示了一款用于 CPO 的 800 毫瓦（mW）“超高功率”（SHP）InP 激光器，以及一款 16 通道密集波分复用（DWDM）超高功率（UHP）光源。这些展示正值 InP 激光器沿着两条既独立又相关的路径演进之际：一是追求极高的功率水平；二是实现数据在不同“方向”上的传输。800 毫瓦“超”高功率激光器的开发，结合 UHP 多波长光源现有的优势，充分体现了当前正在取得的技术进展。

除了 16 个 DWDM 通道外，Lumentum 的多波长 UHP 激光器还具备以下特性：波长控制精度在 ±25 GHz 范围内；高效率（单激光器功率达 350 mW，和/或单光纤功率达 23–24.5 dBm）。此外还有一种可插拔外置激光器（ELSFP）架构。与此同时，800毫瓦（mW）的高功率（SHP）产品有望进一步提升ELSFP的密度。

这些解决方案具有重要的市场意义，并非孤立存在。据Sysak介绍，Lumentum在开发400毫瓦激光器时，充分利用了其在泵浦激光器业务领域已有的技术能力。他还提到，单频激光器的制造工艺要素，也可应用于该公司目前的多波长光源产品的生产中。

在规模化方面（针对Preisler提出的问题），Sysak表示，Lumentum近期宣布在北卡罗来纳州格林斯伯勒（Greensboro）建设的工厂，将助力公司满足当前及未来对连续波（CW）激光器的需求——这类激光器对于实现日益兴起的NPO（近封装光学）和CPO（共封装光学）架构至关重要。该工厂预计将于2028年年中投入运营。

尽管 Lumentum 位于北卡罗来纳州（N.C.）的晶圆厂是该公司产能扩张的实体体现，但 Sysak 指出，磷化铟（InP）投资的激增，使得整个供应链变得更加引人关注。随着网络扩展（scale-up）标准化的进程不断加速，这一点显得尤为重要。

材料方面的考量也是讨论的重点之一。

来自 imec（比利时微电子研究中心）硅解决方案部门的演讲者 Philippe Absil 表示，imec 在材料方面的能力处于行业乃至世界领先地位。在当前人工智能（AI）数据中心架构的背景下，考虑到“横向扩展”（scale-out）、“纵向扩展”（scale-up）和“内部集成”（scale-in）的需求，这些材料能力至关重要。每种扩展框架——“内部集成”、“横向扩展”和“纵向扩展”——都对应着全面扩展路线图中的不同目标。这些目标涵盖了从可插拔光模块（用于更大规模的横向连接）、共封装光学（CPO，用于纵向互连），到 3D 集成光学（用于“内部集成”互连）的演进路径。

Absil 认为，硅为实现规模化扩展奠定了坚实的基础。这种材料不仅与先进封装技术兼容，而且性能可预测，非常契合“无晶圆厂设计公司（fabless）+ 代工厂（foundry）”的商业模式。

业界对硅的熟悉程度也使其成为一种理想的基础材料。Absil 表示，当前的目标是通过硅光子技术，突破硅材料本身的性能局限。

Absil 重点介绍了 imec 正在利用的一系列材料平台，这些平台处于不同的成熟度阶段，旨在共同实现上述目标。在组件层面，这些材料包括用于调制器的硅锗（SiGe）、用于光电探测器的锗（Ge），以及用于边缘耦合器的氮化硅（SiN）。此外，imec 还利用其技术能力和专业知识——特别是其 300 毫米（300mm）晶圆平台——来处理有机电光聚合物材料（用于调制器）。Absil 还分享了关于钛酸钡（barium titanate）等新型材料的信息；这些材料有望在推动有源器件发展、实现 3D 集成光学以及达到 <1 pJ/bit 能效的互连技术方面发挥重要作用。薄膜铌酸锂（TFLN）正受到越来越多的关注。HyperLight 首席执行官张勉（Mian Zhang）表示，TFLN 平台正在从一种“新”材料演变为一个成熟的生态系统。市场研究机构 LightCounting 将 2025 年至 2026 年期间（即未来五年内）1.6T 端口 TFLN 器件的出货量预测上调了一倍；针对 3.2T 端口，其出货量预测更是上调至此前的三倍。

在过去八年里，HyperLight 推出了多种 TFLN 集成方案，并不断优化其制造工艺，充分发挥了 TFLN 的材料优势——这些优势不仅体现在与体块铌酸锂（bulk LN）的对比中，也使其在与其他材料平台的竞争中脱颖而出。今年冬天，该公司正式发布并向市场推出了其单通道 400G 的 TFLN 光子集成电路（PIC）。

HyperLight 取得的进展也引出了一个在整个行业生态系统中普遍存在的挑战。张勉指出，材料特性方面的顾虑已不再是主要制约因素；当前的瓶颈在于产能。

张勉还提到了过去 12 个月里出现的另一个变化。他说，此前业内许多人常问，为什么公司选择以 TFLN 为基础来构建平台；但过去一年里，这类问题已不再出现。

在会议期间，imec 公司的 Philippe Absil 从材料的角度阐述了硅光技术（Silicon Photonics）。他指出，硅光技术能够突破纯硅材料的局限，其效能不仅限于硅本身，部分得益于它能够充分利用生态系统中其他材料的优势。

Ciena 公司高级总监 Guilhem de Valicourt 在演讲中表达了类似的观点，重点探讨了混合介质部署以及超越铜互连限制所需的系统架构。

De Valicourt 提出的技术路线图勾勒了行业的发展历程：从重定时（re-timed）光模块，到线性可插拔光模块（LPO），再到近封装光学（NPO）和共封装光学（CPO）。他表示，这一演进过程高度聚焦于高密度集成（以及提升边缘带宽密度）；在 2023 年起的三年内，边缘带宽密度已从 50 Gb/s/mm 提升至 500 Gb/s/mm，单通道速率也从 100G 迈向 200G。De Valicourt 认为，高性能光引擎是实现这一跨越的关键。而硅光技术正是确保光互连能够跟上 SerDes（串行器/解串器）边缘带宽密度增长的核心所在。

在此背景下，硅光技术的价值主张愈发明确。随着上下游多种因素的共同驱动，该技术领域正迎来显著增长，且技术本身也在不断演进。

Soitec 业务部门总经理 Rachid Taibi 解释道，绝缘体上硅（SOI）技术不仅在规模上不断扩展，其性能也在持续提升。随着人工智能（AI）的发展，硅光技术所面临的挑战已从单纯的技术扩展问题，转变为产业规模化挑战。

Soitec 正围绕这一主题构建并完善其产品组合。Taibi 指出，晶圆定制化直接影响到制造规格的一致性与可重复性。该公司针对下一代器件所开展的 SOI 定制化工作，涵盖了提升硅层均匀性、控制电阻率及体微缺陷（以适配先进封装架构和硅通孔技术），以及向更厚的埋氧层（BOX）过渡。

此外，Soitec 的布局也不局限于 SOI，还在探索独立式及异构光子器件平台。 Taibi 表示，异构集成（正如 Absil 和 de Valicourt 所提到的）扩展了硅光子技术的容量与功能。Soitec 正在将其专利的 Smart Cut 技术应用于其可扩展平台，以实现铌酸锂（LN）与磷化铟（InP）的集成。同时，该公司也在加大对“绝缘体上铌酸锂光子平台”（Photon-LNOI）的研发投入。据 Taibi 介绍，该平台的推进依托于已得到验证的 150 毫米（6 英寸）制造工艺；此外，公司也已着手开发 8 英寸的解决方案。

Taibi 还介绍了 Soitec 在 III-V 族材料大规模集成平台——InPOSi（硅上磷化铟，InP-on-Silicon）方面的研发进展。该衬底技术旨在助力实现高成本效益的电吸收调制激光器、可调谐激光器和/或半导体光放大器。该解决方案在磷化铟（InP）晶种层与体硅衬底之间采用了一层较厚的埋氧（BOX）层。据 Taibi 透露，Soitec 今年正致力于将该平台扩展至 150 毫米（6 英寸）规模。

在Soitec举办的“2026年硅光子产业研讨会”上，演讲者和与会者无需明言，大家也都心知肚明：规模化是一项根本性挑战，而相关技术的快速演进则使问题变得愈发复杂。以NPO（近封装光学）的普及为例——即便仅从今年冬天的OFC（光纤通信博览会及研讨会）算起——这一趋势已然改变了行业格局的演进轨迹。随着2027年一系列行业活动的临近，预测者们也将据此不断完善各自的技术路线图。

此类研讨会的价值，远不止于交流最新的统计数据与构想。它还促使与会者尝试从全新的视角，去审视那些本已十分熟悉的技术、难题与理念。2027年固然会带来新的挑战，但也必将催生出全新的观察视角。