下游需求穩(wěn)增，上游光引擎是瓶頸，探尋AOC市場前景如何且看本文分解。
數(shù)據(jù)時代，高密度、高帶寬應(yīng)用越來越多，此時無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)品來作為高性能計算和數(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)運而生。隨著"光進銅退"趨勢的不可逆轉(zhuǎn)，未來將是"全光網(wǎng)絡(luò)"的時代，有源光纜技術(shù)將滲透到高速互連市場的每個角落。
1. AOC驅(qū)動力--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，極大地推動了以高速路由器，超級計算和存儲為核心的高性能超算中心（HPC）和數(shù)據(jù)中心市場的發(fā)展。隨著提供40G/100G端口的服務(wù)器，交換機等設(shè)備在數(shù)據(jù)中心的逐步規(guī)模商用，對于高速光互連產(chǎn)品的需求也越來越多。OFweek行業(yè)研究中心預(yù)測全球光纖數(shù)據(jù)中心互連市場將從2014年的11億美元增長至2019年的47億美元，復(fù)合年均增長率達到44.9%。
光互連從結(jié)構(gòu)上看有四種實現(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?；诠庖婕夹g(shù)的有源光纜產(chǎn)品是實現(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
資料來源：OFweek行業(yè)研究中心
2. AOC優(yōu)勢
有源光纜AOC（Active Optical Cable）主動式光纖纜線，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。比如在系統(tǒng)鏈路上的傳輸功率更低，重量僅為直連銅纜四分之一，體積約為銅纜的一半，并且在機房布線系統(tǒng)中具有更好的空氣流動散熱性，光纜的彎折半徑比銅纜做得更小，傳輸距離更遠（可以達到100～300米），且產(chǎn)品傳輸性能的誤碼率也更優(yōu)，BER可以達到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題，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提升，并且降低機房維護成本。
圖表2 有源光纜和無源電纜的對比
資料來源：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，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、探測器陣列、光纖陣列以及相關(guān)的驅(qū)動電子線路組成。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)國際大廠商壟斷，價格不菲，且激光器的驅(qū)動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)封裝形式對比
資料來源：OFweek行業(yè)研究中心
資料來源：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)動芯片、PD芯片、TIA芯片等。AOC制作流程中有兩個關(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。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
資料來源：OFweek行業(yè)研究中心
5. AOC市場情況
AOC的市場首先出現(xiàn)在2007年，開始是科研系統(tǒng)的高速計算系統(tǒng)的互連，如今擴展到數(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市場遇到了許多挑戰(zhàn)，包括廠商間的合并，亞洲低價格供應(yīng)商的進入，日本的地震和海嘯，臺灣代工廠的水災(zāi)，還有關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)的爭議，市場規(guī)模只有7000萬美元。而2012年恢復(fù)穩(wěn)定增長，達到1.15億美元，增長率高達65%。之后兩年增長率有所回落，今后五年的復(fù)活增長率超過30%，預(yù)計到2019年將達到15億美元的市場規(guī)模。
圖表5 全球有源光纜市場規(guī)模及增長趨勢預(yù)測（單位：億美元）
資料來源：OFweek行業(yè)研究中心
國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)模推進有源光纜SFP+AOC、QSFP+AOC、CXP AOC的整體解決方案。國內(nèi)易飛揚是最早進入光互連產(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年底光纖龍頭長飛和芯片巨頭威盛共同投資，成立了合資公司長芯盛經(jīng)營消費電子有源光纜系列產(chǎn)品，最近在深圳高交會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，有源光纜的利潤回報并不明顯，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，上游光纜價格、光學(xué)模塊特別是VCSEL激光器、PIN二極管成本和售價都在不斷下降，早期投資開發(fā)的供應(yīng)商終將獲得豐厚回報。
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