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在上一部分的介绍中，我们描述了指导下一代相干解决方案的设计和投资决策的一般趋势，以满足不断增长的带宽需求。本文将讨论为什么硅光子学（SiPh，Silicon Photonics）能为性能优化的Multi-Haul（多跨距）相干解决方案提供诸多优势。

 

硅光技术对小尺寸和高波特率至关重要

目前大多数400G MSA形式的可插拔相干模块都使用了硅光技术，不但提供了出色的性能，还实现了严格功率要求的小尺寸的QSFP-DD和OSFP形式。由于硅光技术具有高温耐受性和非封闭性，可以与相干数字信号处理器（DSP）ASIC共同封装，从而保持这些设备之间的高速模拟信号的完整性。此外，硅光技术利用成熟的CMOS制造加工技术和批量制造实践经验，使其能够扩大规模，以满足这些批量应用的加速生命周期的要求。

据LightCounting称，预计2023年将部署超过25万个支持互操作协议的可插拔模块。正如在第一部分所讨论的，随着与香农极限（Shannon Limit）的差距缩小，通过额外的数字信号处理能力获得额外容量的比例变得更小。因此，网络效率的提高是由体系架构的变化、功率和尺寸的改善以及每一代新产品的波特率翻倍所驱动的（见之前发表的关于波特率内容的文章）。这些更高的波特率设计对相干DSP ASIC、调制器驱动器、跨阻放大器（TIA）和硅光子集成电路（PIC）之间的电子路径上的损伤更加敏感。

Acacia的硅光技术优化了高速射频电子元件的互连，以实现120Gbaud以上的波特率。俗话说，一个链条的强度取决于其最薄弱的环节。因此，即使使用具有最佳高速性能的射频电子/光电子元件，当这些元件进行电子连接时，信号衰减会限制它们在高波特率下的性能。通过使用一个通用硅平台，混合信号射频元件可以与硅PIC和DSP紧密集成，这就最大限度地减少那些能够降低性能的电子损伤。利用光纤耦合，这些元件可以远离激光器，以避免热效应。Acacia已经在其多种高性能相干产品中成功地证明了这一点，包括那些具有这些设计特点的用于海底应用的产品。

 

图1.Acacia的3D硅化技术实现了紧密集成的设计，最大限度地减少了影响高波特率性能的电子损伤。

虽然利用磷化铟（InP）的替代解决方案可以将激光器和光学增益与高速光学元件一起实现，但由于这些元件的热敏感性，它们需要与DSP分开封装。这导致了高速射频电子连接受损，从而限制了解决方案在较高波特率下的整体性能。

Acacia的3D硅化技术利用半导体行业已经建立的大批量工艺来制造具有高性能电子射频互连的紧凑型非密封相干模块。3D硅化技术利用了成熟的硅光子学技术和业界专业知识。

随着我们向120+Gbaud要求（3级）及以后的发展，3D硅化技术提供了在这些波特率下运行的相干接口所需的关键改进。

 

利用一个共同的基础

在历代产品中，Acacia一直在利用基于硅的共同开发来实现性能优化Multi-Haul（多跨距）和大容量MSA可插拔解决方案。硅光技术的核心是利用可插拔批量驱动设计和工艺的关键因素，使Multi-Haul（多跨距）解决方案受益，反之亦然。

 

图2.相干解决方案的世代发展周期，利用基于硅的通用开发，实现性能优化的Multi-Haul（多跨距）和大容量MSA插件。

虽然随着带宽需求的增加，竞争性的创新必将持续，但图2说明，随着更高波特率的要求即将到来，当涉及到整体设计效率和上市时间时，基础技术选择确实很重要。基于硅的共同开发方案已经使当前性能优化和MSA可插拔相干产品在目前的2类（64Gbaud）产品中受益匪浅。

 

敬请关注第三部分

在第三部分中，将讨论相干操作的最佳点，以及相干出货量的交叉点如何放大相干世代开发周期的重要意义。

（相关信息和图片来源于网络，经过翻译修改）