聚焦光学技术创新 把握未来需求焦点——旭创研究院郑学哲博士专访录|凯风生态
凯风创投早期重点投资项目苏州旭创科技作为光模块制造商全球领先，2020年在业绩收入和产品出货方面创下历史发展新记录，是产业界的顶尖代表之一。同时，面对市场需求的增长和未来技术的演变，旭创科技成立企业研究院，致力于探索光通讯相关的技术创新。未来，凯风创投将继续助力旭创科技在光模块领域提升核心竞争力，实现高效创新，把握未来的需求焦点。
本篇文章转载于讯石光通讯
随着全球数据流量保持持续性增长，据IDC圈预计，至2021年，全球云计算流量将由2016年的1648EB增长至14078EB，较2020年增长18.79%。流量的剧增直接驱动数据中心交换机和路由器的发展，光学技术也面临新一轮创新要求，以满足未来互联网时代的更大带宽、更低时延和更大容量。
苏州旭创科技有限公司(以下简称“旭创科技”)是我国光通讯产业顶尖代表之一，上市母公司2020年营业收入突破70亿元，高端光模块销售达650万只，公司发展创历史新高。据讯石统计，旭创科技以16%份额位居2020年全球光模块市场第一名。公司在大规模的产品制造、批量出货、品质管理和产品创新研发等方面享誉全球，是中国在全球光通讯产业中的名片。同时，旭创科技在2020年成立旭创技术研究院，致力于光通信的技术创新，持续保障公司领先的全球市场地位。
郑学哲博士，旭创技术研究院院长
近期，讯石采访了旭创技术研究院（ITRI）院长郑学哲博士，了解旭创技术研究院的团队宗旨和工作任务以及对光通信前沿技术的看法。以下为问答环节(讯石整理)：
Q1：2020年，公司设立旭创技术研究院，请介绍成立旭创技术研究院的组织宗旨、团队使命、工作任务、人才结构。
郑院长：旭创技术研究院以公司主营业务为主要研究方向，探索光通讯相关的技术创新，在现有工艺、器件、核心光电芯片、激光光源和Box封装的光电集成等多个技术方面进行创新，以增强公司的核心竞争力。同时，研究院还兼顾横向领域，进行拓展创新和突破，为公司未来开拓全新业务方向打下基础。在目前的科技行业环境下，旭创技术研究院的使命就是在创新和投资回报中找到一个合适的平衡点，希望实现高效的创新。
研究院的人才结构以光互连通讯技术相关的专家为主，匹配辅助支持团队，希望打造一个精干且专业能力强大的团队，尽可能覆盖光电技术的各个领域。研究院将以项目为载体，把各类人才针对项目所需进行组合，实现扁平化、矩阵化管理。
Q2：随着微电子高速发展，摩尔定律被认为接近失效，公司如何看待摩尔定律失效的可能性?以及光子学能否成为实现未来高速时代的代表性技术?
郑院长：摩尔定律失效是不可避免的，因为没有指数增长可以永远持续。但是超摩尔的应用需求的增长趋势不会失效。因此，后摩尔时代系统性能的提升同时需要信息处理节点的性能scaleup和系统规模的scaleout。而实现这两点都需要更大带宽、更高密度、更高效、和更可靠的信息互联通讯。
在芯片端，我们看到多IP芯片高密度异质集成的System in package (SiP)正成为scaleup的趋势。但这种内聚式的集成方式终会遇到空间和散热等限制。更高效、更高密度大带宽的光互联通讯才能真正解锁多芯片间大容量信息交换需求，实现功能分立（disaggregated）的新型架构。
在系统端，随着通道速率的提高，电子通道可连接距离越来越短，系统规模的扩大越发依赖于光互联通讯。这也是大家都看得到的趋势，光互联通讯技术在不断地向系统内部、芯片端渗透，在更短的距离上取代电子互联。因此，是的，光子技术必然是未来高速时代的代表性技术。
Q3：光通信产品在技术上朝小型化、低功耗、高速率等方向演进，研究院如何理解光模块的演变? 共封装光学(Co-packet Optics)的出现，对于传统可插拔光模块的影响如何?
郑院长：尽管光子学不谈摩尔定律，但是在光电子领域学术界和工业界的共同推进下，利用在速率、波长、空间、调制模式等多维度提升，结合先进的光电封装集成技术，光通信产品在过去的二十年里，持续向小型化、低功耗、高速率的方向演进。我们看到过去十年里，单只光模块容量提升近八十倍，超过了摩尔定律的速度。结合目前器件、芯片、封装集成技术的现状和发展趋势，可以相信现有的光模块技术将可以继续支持数据中心等信息系统对数据通信带宽提升的需求至模块带宽容量1.6T，八通道单波200G是可能的1.6T实现方式。
未来带宽需求的进一步提升，电子信道的可连接距离会进一步缩短，光模块可能会面对更多通道、光电芯片更紧密集成等要求，这意味着未来光模块需要向核心电芯片进一步靠近，共封光(CPO)将不可避免地成为光模块未来的产品形式。
产业链正朝这个方向布局。CPO技术将带来一个全新的生态或新的商业模式，但CPO技术的成熟应用还有许多技术、非技术的挑战要攻克。基于光电芯片集成的多年积累，像旭创科技这样的光模块产商完全有能力实现这种CPO光电集成，只是需要将现有的能力进行提升，因为光模块从功能角度来看，已经涵盖了DSP电芯片和光器件，同时也具备先进的封装集成技术实现。因此从技术角度我们更多地将CPO看成现有光模块技术的自然演进，也有信心去赢得未来的竞争。
未来会是一种多技术并存的时代，经历信息系统PC到移动互联云计算时代后，下一个将是人工智能时代。在这一时代对信息处理的需求会更大，信息系统会需要更大规模的集成，相应地对通讯互联的需求会越来越大。
通过几十年的发展，传统技术打造了很完整的生态系统和强大的规模制造能力，分立器件技术的集成可以实现八通道和可接受的良品率。从单个器件性能来看，III-V族材料和器件依然具有优势，通过速率、空间、调制模式等方面入手，通过持续的改善完全可以达到单模块容量1.6T。但是，对于往后更大容量、更高密度的集成需求，硅光技术会逐渐凸显优势，因为高集成度是CMOS工艺得天独厚的优势，相信硅光子技术未来会逐步占据主流地位。
Q4：作为光模块专业研发、制造提供商，旭创认为未来的光通信技术创新机会将在哪些领域?
郑院长：为了满足未来信息系统对超摩尔数据交换的需求，光通信技术需要在多方面不断创新以实现相应速度的性能提升。这些创新机将会出现在材料器件、芯片、工艺、封装集成、和应用等多个领域。
未来光通信需要光电转换以更高集成度，更紧凑，更低功耗，更可靠地和核心电芯片更紧密地集成，以CMOS工艺平台为基础的硅光子技术在多个方面有着传统III/V技术不具备的得天独厚的优势，因而被广泛认为代表着光通信技术的未来。但是光通信相对其它领域而言是一个比较小的行业，CMOS工艺平台的规模化能力在没有足够的需求支撑下，会成为负作用。
因此，除了不断挖掘潜力、提升性能拓展在通信领域内的应用，我们还需要找到其它领域的规模化应用。硅光子技术可以实现片上集成有源、无源、调制、探测等完整光电系统所需要的各种功能，这同样给它在LiDAR、生物医疗、3D Sensing等诸多新兴领域带来了独特的优势和机会。而这些都是我们前面所说有海量需求的应用。
Q5：光电芯片和光电封装是光电子器件两大核心，旭创技术研究院将在芯片、封装将进行哪些创新研究?
郑院长：研究院主要着眼于光通信领域，目标是实现更大带宽、更低功耗、更大容量、更高密度、更可靠的光互联通讯。因此我们的创新研究将集中在这些方向。具体来说，光芯片将以硅光子技术为主，但硅光子技术存有着先天的不足(硅并不是一个很好的光电材料)，有源器件带宽有限，而解决这个问题的一个有效方法是引入其它材料，即我们说的硅光+（SiP+）技术。比如通过在现有的硅光技术平台上引入III/V化合物半导体材料，或者薄膜铌酸锂，都可以实现更大带宽的有源器件。
硅光芯片的封装集成是一个很有创新需求的领域。硅光子产品的成功与否与光源、光纤输入输出耦合等问题都十分相关，目前成功量产的硅光平台都有其独特的光源和光纤耦合解决方案。随着未来对带宽容量和产品尺寸要求的提高，带宽增长同样需要空间和波长等多个维度的提升，但现在目前硅光还是没有很好的解决方案(如波分复用)，这些问题的解决将对未来带宽容量的增长至关重要。
因此，旭创研究院将在以SiP+平台为基础的新器件、光电协同设计、以及2.5D/3D光电融合封装等方面进行持续的研究和创新。
关于旭创技术研究院
旭创技术研究院( ITRI )是苏州旭创科技有限公司新成立的企业研究院。它的使命是从事先进技术研究来提升旭创技术能力，在关键领域实现突破增强企业的核心竞争力技术，并探索新领域以创造新的市场机会推动旭创的成长。这包括识别和探索引人注目的新技术，展示并推动首创技术在光互连、光通讯和其它相关领域的创新应用。ITRI内部与旭创产品研发团队紧密合作，同时也与学术界和工业业界的专家、学者和科研单位进行广泛而深入的合作。
