算力时代背景下，数据中心成为能耗大户，光模块技术的升级不仅仅是简单的速率翻倍，更需要解决高速率带来的的功耗、成本问题。光模块能耗占据数据中心交换网络能耗比重的40%-50%。光模块能耗的激增给数据中心的成本端带来巨大压力，解决其能耗问题成为当下光模块技术更新的关键。

1.LPO

         LPO（Linear-drive Pluggable Optics，线性驱动可插拔光模块），采用线性驱动技术代替传统DSP（数字信号处理）/CDR（时钟数据回复）芯片，可实现降功耗、压成本的作用，但代价在于拿掉DSP后会导致系统误码率提升，通信距离缩短，因此LPO技术只适合用于短距离的应用场景。

         传统DSP可对高速信号在光-电、电-光之间转换后出现的失真问题进行修复，从而降低失真对系统误码率的影响，但功耗大成本高。LPO技术去除了DSP，将其相关功能集成到设备侧的交换芯片中，只留下具有高线性度的Driver（驱动芯片）和TIA（Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器），用于对高速信号进行一定程度的补偿。

         LPO技术的优势包括：1）低功耗：OFC2023Macom展示出的单通道100G单模800GDR8、多模800GSR8Linear-drive方案中多模功耗节省70%，单模功耗节省50%。根据Macom的数据，具有DSP功能的800G多模光模块的功耗可以超过13W，而采用MacomPuredrive技术的800G多模光模块的功耗不到4W。2）低延迟：没有DSP后处理步骤减少，数据传输延迟减少，Macom的Linear-drive方案中延时可降低75%。3）低成本：800G光模块中去除DSP后系统总成本可降低约8%。4）可热拔插：LPO封装沿用传统热拔插技术，便于后期维护。

2.CPO

         CPO（Co-packagedoptics，共封装光学），是指将网络交换芯片和光模块共同装配在同一个插槽上，形成芯片和模组的共封装。

         与传统可热拔插式技术相比，CPO技术的优势包括：1）低延迟，低功耗：由于光模块和交换芯片在同一个封装内，信号传输路径更短，可以实现更低的延迟。另外光电共封装技术可以减少信号传输的功耗，并提高整体系统的能效。2）高带宽：光电共封装技术支持高速光通信，可以提供更大的数据传输带宽。3）小尺寸：相比传统的光模块和电子芯片分离封装的方式，光电共封装技术可以实现更紧凑的尺寸，有利于在高密度集成电路中的应用。

3.硅光子技术

         硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料，利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新技术。硅光子技术的核心理念是“以光代电”，即采用激光束代替电子信号传输数据，将光学器件与电子元件整合至一个独立的微芯片中，提升芯片之间的连接速度。

         将硅光材料和器件集成在同一硅基衬底上，形成由光调制器、探测器、无源波导器件等组成的集成光子器件。硅光光模块无需ROSA（光接收组件）、TOSA（光发射组件）封装，因而硅光器件体积与数量更小、集成度更高。2）低成本：相较于传统的分立式器件，硅光模块的集成度更高，封装与人工成本降低；此外硅基材料成本较低且可以大尺寸制造，意味着硅基芯片成本得以大幅降低。3）兼容成熟CMOS工艺：硅光子技术能利用半导体在超大规模、微小制造和集成化上的成熟工艺积累优势。

4.薄膜铌酸锂

         电光调制器可以将电信号转换为光信号，从而实现光信号的调制。薄膜铌酸锂通过“离子切片”方式，从块状的铌酸锂晶体上剥离出铌酸锂薄膜，并键合到附有二氧化硅缓冲层的Si晶片上。相较于其他光电子材料，如磷化铟（成本受限）、硅光（性能功耗受限）、铌酸锂晶体（尺寸受限），薄膜铌酸锂可实现超快电光效应和高集成度光波导，具有大带宽、低功耗、低损耗、小尺寸等优异特性，并可实现大尺寸晶圆规模制造。薄膜铌酸锂调制器是一种基于铌酸锂材料制作的光学调制器，与传统铌酸锂调制器相比，薄膜铌酸锂调制器在器件尺寸、电光带宽和集成度方面具有明显优势。

本文章转载自网络，如有侵权请联系删除，谢谢！