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下游需求穩(wěn)增，上游光引擎是瓶頸，探尋AOC市場(chǎng)前景如何且看本文分解。
數(shù)據(jù)時(shí)代，高密度、高帶寬應(yīng)用越來(lái)越多，此時(shí)無(wú)源光纜或基于銅線的電纜系統(tǒng)就顯得捉襟見肘。為保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性及靈活的應(yīng)用性，用戶迫切需求一種新型產(chǎn)品來(lái)作為高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的主要傳輸媒質(zhì)，在這種情況之下有源光纜產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。隨著"光進(jìn)銅退"趨勢(shì)的不可逆轉(zhuǎn)，未來(lái)將是"全光網(wǎng)絡(luò)"的時(shí)代，有源光纜技術(shù)將滲透到高速互連市場(chǎng)的每個(gè)角落。
1. AOC驅(qū)動(dòng)力--數(shù)據(jù)中心高速光互連
互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的快速應(yīng)用使全球數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長(zhǎng)，極大地推動(dòng)了以高速路由器，超級(jí)計(jì)算和存儲(chǔ)為核心的高性能超算中心（HPC）和數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的發(fā)展。隨著提供40G/100G端口的服務(wù)器，交換機(jī)等設(shè)備在數(shù)據(jù)中心的逐步規(guī)模商用，對(duì)于高速光互連產(chǎn)品的需求也越來(lái)越多。OFweek行業(yè)研究中心預(yù)測(cè)全球光纖數(shù)據(jù)中心互連市場(chǎng)將從2014年的11億美元增長(zhǎng)至2019年的47億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)到44.9%。
光互連從結(jié)構(gòu)上看有四種實(shí)現(xiàn)形式，1）芯片內(nèi)的互連；2）芯片之間的互連；3）電路板之間的互連；4）通信設(shè)備之間的互連。基于光引擎技術(shù)的有源光纜產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心高速光互連的最佳解決方案，是一種芯片間的互連結(jié)構(gòu)。目前市場(chǎng)主流高速光互連AOC產(chǎn)品包括10Gbps SFP+ AOC、40Gbps QSFP+AOC、56G QSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。
圖表1 幾種典型的高速光互連AOC產(chǎn)品
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
2. AOC優(yōu)勢(shì)
有源光纜AOC（Active Optical Cable）主動(dòng)式光纖纜線，也叫做帶芯片的光纜。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)主要是基于同軸電纜，AOC有源光纜與互聯(lián)銅纜相比擁有許多顯著的優(yōu)勢(shì)。比如在系統(tǒng)鏈路上的傳輸功率更低，重量?jī)H為直連銅纜四分之一，體積約為銅纜的一半，并且在機(jī)房布線系統(tǒng)中具有更好的空氣流動(dòng)散熱性，光纜的彎折半徑比銅纜做得更小，傳輸距離更遠(yuǎn)（可以達(dá)到100～300米），且產(chǎn)品傳輸性能的誤碼率也更優(yōu)，BER可以達(dá)到10^-15。與光收發(fā)模塊相比，AOC有源光纜由于存在不外露的光接口，不存在光接口清潔和被污染的問(wèn)題，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提升，并且降低機(jī)房維護(hù)成本。
圖表2 有源光纜和無(wú)源電纜的對(duì)比
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
3.AOC瓶頸--光學(xué)引擎
高速光互連產(chǎn)品40Gbps QSFP+ AOC 和120Gbps CXP AOC不再采納傳統(tǒng)可插拔收發(fā)器中TOSA/ROSA的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而使用高度集成的陣列光引擎核心器件技術(shù)。AOC的技術(shù)門檻很高，不僅對(duì)封裝制成設(shè)備的要求很高，而且需要上游光學(xué)引擎技術(shù)的支持。
光學(xué)引擎由激光器陣列、探測(cè)器陣列、光纖陣列以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電子線路組成。陣列光學(xué)引擎技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有源光纜產(chǎn)品-服務(wù)器和交換機(jī)之間互聯(lián)。但是光學(xué)引擎技術(shù)也面臨很大的挑戰(zhàn)，核心的激光器被少數(shù)國(guó)際大廠商壟斷，價(jià)格不菲，且激光器的驅(qū)動(dòng)和限幅放大芯片之間焊接技術(shù)也影響著制成效率，制約著國(guó)內(nèi)廠商大幅推廣。目前主要推出光學(xué)引擎的供應(yīng)商基本上都是國(guó)外廠商，如安華高科技（Avago Technologies）、Finisar公司、IBM和Samtec等。
圖表3 光學(xué)引擎（右）與傳統(tǒng)封裝形式對(duì)比
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
4. AOC工藝制程
有源光纜的主要構(gòu)成部件光路部分包括用于轉(zhuǎn)換光路角度的透鏡、FA；電路部分包括PCB板、基板、VCSEL芯片、VCSEL驅(qū)動(dòng)芯片、PD芯片、TIA芯片等。AOC制作流程中有兩個(gè)關(guān)鍵工藝：芯片貼裝工藝和光纖耦合工藝，也是最大技術(shù)難點(diǎn)。AOC采用的芯片貼裝工藝是尖端的Flip-Chip工藝（又稱倒裝貼片法），即是一種芯片互連技術(shù)，又是一種理想的芯片粘接技術(shù)。
圖表4 AOC主要工藝流程
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
5. AOC市場(chǎng)情況
AOC的市場(chǎng)首先出現(xiàn)在2007年，開始是科研系統(tǒng)的高速計(jì)算系統(tǒng)的互連，如今擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心內(nèi)的互連還有一些視頻通信系統(tǒng)中，包括Thunderbolt, HDMI還有USB 3.0等，已經(jīng)有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。2011年AOC市場(chǎng)遇到了許多挑戰(zhàn)，包括廠商間的合并，亞洲低價(jià)格供應(yīng)商的進(jìn)入，日本的地震和海嘯，臺(tái)灣代工廠的水災(zāi)，還有關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)議，市場(chǎng)規(guī)模只有7000萬(wàn)美元。而2012年恢復(fù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，達(dá)到1.15億美元，增長(zhǎng)率高達(dá)65%。之后兩年增長(zhǎng)率有所回落，今后五年的復(fù)活增長(zhǎng)率超過(guò)30%，預(yù)計(jì)到2019年將達(dá)到15億美元的市場(chǎng)規(guī)模。
圖表5 全球有源光纜市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)（單位：億美元）
資料來(lái)源：OFweek行業(yè)研究中心
國(guó)外主要的有源光纜廠商Avago、FCI、Finisar、Mellanox、Molex、Siemon、Sumitomo、TE Connectivity和Volex，已經(jīng)大規(guī)模推進(jìn)有源光纜SFP+AOC、QSFP+AOC、CXP AOC的整體解決方案。國(guó)內(nèi)易飛揚(yáng)是最早進(jìn)入光互連產(chǎn)品商業(yè)化的公司，蘇州旭創(chuàng)已推出多款A(yù)OC產(chǎn)品，2013年底光纖龍頭長(zhǎng)飛和芯片巨頭威盛共同投資，成立了合資公司長(zhǎng)芯盛經(jīng)營(yíng)消費(fèi)電子有源光纜系列產(chǎn)品，最近在深圳高交會(huì)上參展的光通信新興公司武漢銳奧特都有展示他們最新的40G QSFP+AOC產(chǎn)品。
受制于上游光學(xué)引擎和產(chǎn)線的高額投資，有源光纜的利潤(rùn)回報(bào)并不明顯，很多行業(yè)內(nèi)公司都是持觀望態(tài)度，投資都比較保守。OFweek行業(yè)研究中心高級(jí)分析師潘小星認(rèn)為作為高速光互連的最佳解決方案，有源光纜需求穩(wěn)定增長(zhǎng)，上游光纜價(jià)格、光學(xué)模塊特別是VCSEL激光器、PIN二極管成本和售價(jià)都在不斷下降，早期投資開發(fā)的供應(yīng)商終將獲得豐厚回報(bào)。
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