[圖]向單片集成收發器演進

　
    二十世紀七十年代，光收發器剛出現的時候，是由分立的器件和部件組成的。而在過去的二、三十年中，由于有源和無源集成電路技術發展迅猛，產品數量和應用都有了可觀的增長，光纖收發器也慢慢演進成為由集成電路主導的混合型器件。雖然化合物半導體技術應該依然會在可預見的未來占據光發射機的市場。不過Intel最近發布消息稱他們正在研發（和轉產）單片集成收發器，并預言這種單片集成器件將會成為第三代光收發器。

　　為了便于分析，ElectroniCast為幾個名詞作了定義。單片集成收發器是一個單片集成光發射器或光接收器芯片（發射器或接收器放置在芯片中），非集成電路的器件和部件的數量要少于10%，發射機和接收機可以獨立封裝也可以組合封裝。如果收發器中使用了10%到90%的光學器件和部件則被定義為混合型收發器?；诜至㈦娐返氖瞻l器（本文暫不討論這種收發器）則只使用不到10%的集成電路。在過去的十年中，混合型收發器的份額顯著增長，這已成為一個強勁的趨勢。

　　ElectroniCast預測全球基于光學集成電路（PIC）的混合型收發器市場銷售額將從去年的4.56億美元增長到2009年的15.4億美元，到2014年將會進一步增長到53.9億美元，這里不包括分立電路收發器。這些收發器首先會在北美市場熱賣，2009年，北美將占據全球市場的37%，預計到2014年將會進一步擴大到45%，而歐洲也將在09年占到總市場份額的37%。
收發器從分立演進到混合進而到單片集成，降低成本、縮小體積以及便于標準化的目標是主要的驅動力。和分立電路收發器相比，更高的集成度會降低在國外組裝和測試的成本優勢，不過在國外生產集成電路產品目前仍然占主流。

　　基于PIC的收發器將主要用于近距離傳輸。如計算機、服務器和交換機等設備的內部光纖連接，以及汽車、飛機等交通工具內部的短距離光纖連接等。這些應用對于鏈路數量和鏈路速率的要求增長迅速，雖然過去十年里，銅線廠商們在鏈路速率和傳輸距離上取得了顯著的提升，但是現在絕大多數的主要設備供應商還是更看中光纖，而光纖鏈路單位成本的不斷降低更加堅定了設備商的選擇。

　　 表1 光學集成轉發器/接收機全球各應用市場銷售額

　　通信設備和網絡將會是基于PIC的收發器的主要市場，如表1所示，到2009年它將會占有28%的市場份額（4.26億美元）。不過，雖然軍事和航空應用中的需求量沒有通信應用大，但是由于要針對惡劣環境做特殊設計，生產規模小，加上一些其它原因，具有專門功能的收發器的單價要比通信應用中高得多。全球軍事和航空光纖收發器市場將會以每年高于30%的速度增長，到2014年，達到23%的市場份額（12.4億美元），將在這部分市場上出現的多半是與關鍵的防御系統相關的高品質產品。

　　單片集成收發器時代的到來

　　ElectroniCast預計基于單片集成電路的100Mbps和1Gbps收發器會在2007-2008年少量面市。預計到2014年單片集成100Mbps收發器的全球消費量將達到840萬只，平均價格為7.43美元。到那個時候單片集成收發器的全球銷售總額將會超過混合型收發器，占到58%的市場份額（31.2億美元），詳見表2。

　　

　　 表2 光學集成轉發器/接收機全球各電路類型市場銷售額

　　雖然現在使用單片集成收發器處理10吉比特甚至40吉比特信號在技術上都是可行的，但是目前這種器件的成本要比使用多個分立芯片完成相同功能高出10倍多。不過在未來十年，隨著對容量的需求增大，這些高速率單片集成收發器也會逐漸得到商用。從分立到混合到單片集成，這條演進之路上最主要的推動力量始終是成本，電子產品如此，光學產品亦然。至于對體積和其它的因素的考慮都在其次。


作者：Jeff D. Montgomery　摘自：光波通信