光子集成

　　在未来的高速率、大容量信息网络体系中，光子集成技术将成为主体技术。

　　光子集成技术是光纤通信最前沿、最有前途的领域，它是满足未来网络带宽需求的最好办法。光子集成芯片比传统的分立OEO（光电光）处理降低了成本和复杂性，带来的好处是以更低的成本构建一个具有更多节点的全新的网络结构。

　　然而光子集成芯片的制造并不是一件容易的事情。光子器件具有三维结构，比二维结构的半导体集成要复杂得多。将激光器、检测器、调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料（包括砷化铟镓、磷化铟等材料）多个薄膜介质层上重复地沉积和蚀刻。

光子集成应用四大驱动

　　数据中心互联需求：云计算的深入推进给数据中心带来新机会的同时，也给光通信产品提出了新的需求。这种新需求表现为数据中心内互联应用对低成本和低功耗的需求。在采取超高速方式互联时，通常距离要求并不高，对于光系统的线路性能要求远远弱于干线和城域应用，但是对于光口密度、成本和功耗则比较敏感。

　　干线超大容量传输需求：100G波分系统开发初期，某些厂家提出10X10G的集成方案，没有获得广泛支持，但是随着400G和1T需求的显现，对于板卡的小尺寸和高密度也提出了迫切的需求。

　　运营商在城域应用的现实需求：某些运营商由于历史原因，在城域范围以及乡镇到县一级的运营部门缺乏维护力量，同时也缺乏机房资源，希望能够将传统波分的一些光层功能进行集成，提高设备集成度，降低占地面积和功耗，便于维护。在这种场景下，传输距离要求不高，可以在光的线路系统性能和易用性方面做折衷考虑以满足现实需求。

　　光系统自身发展的需求：目前波分系统大量采用的分立器件堆叠方式，不仅板卡体积大，而且板卡之间需要大量的光纤连接，可靠性低。当需要增加波道的时候，通常需要重新调整多个光层的模拟参数使得系统达到性能最优，对于系统开通和运维都比较麻烦。

　　总的来说，光子集成是由成本驱动，为了满足市场对更低功耗、更高密度和更高数据传输的需求而出现的。

分类

　　按照集成的元器件功能是否相同：分为水平集成和垂直集成。水平集成指的是将多个同样功能的光元器件集成在一个衬底上，从而缩小体积。垂直集成是将不同的光元器件集成在一起，从而实现多个功能的集成。从材料选择上讲，水平集成更容易实现。随着光元器件功能和元素的增多，对材料的限制也越多，不同的元器件越多，对于单一材料的限制就越严重，实现的难度也越大。

　　按照实现集成的技术方式分类：分为单片集成（Monolithic Integration）和混合集成（Hybrid Integration）。其中单片集成指的是在单一衬底上实现预期的各种功能。混合集成指采用不同的材料实现，而后将这些不同的功能部件固定在一个统一的基片上。一般来讲，水平集成比较适合采用单片集成方式，垂直集成比较适合采用混合集成方式。但是业界的长期目标还是单片集成。
 

商用预期

　　光子集成开始成为一些设计的必要组成部分，但是在100Gbit/s领域，该发展势头还不明显。业内预计，系统设备生产商很有可能要等到生产400Gbit/s时才考虑采用光子集成技术。