挑战:光通信不可或缺的光器件之进化~响应数据中心的新需求~
高速大容量通信所需传输用半导体激光器
光通信现已成为社会基础设施的关键组成部分并惠及众人。随着信息流量的不断扩大,金属电缆向光纤光缆的转变正在加块,因为光纤能够稳定地以高速度在远距离上传输大量数据。在光通信中,信号在发送端从电信号转换为光信号,通过光纤传输,然后在接收端由光电探测器转换回电信号。
关键在于“光源”。现在,人们主要采用发光元件“半导体激光器”作为光通信的光源。这种光源能够发出具有相同波长和相位的光,从而实现高速度、长距离的稳定数据传输。它是住友电气集团多年来一直致力研发的光器件。
随着数据中心通信流量的增长,对数据中心处理更快速、更高容量通信以及降低功耗的需求日益迫切。
得益于强大的处理能力,AI解决方案应运而生
随着生成性AI的出现,数据中心正逐渐转型为AI数据中心。与以往类型最大的区别在于其为AI计算量身定制的高处理能力。AI数据中心搭载了多种专门针对AI设计的硬件组件,包括图形处理单元(Graphics Processing Unit,以下简称GPU),使得AI能够高速学习和分析海量数据。企业和研究机构必需要处理的计算和数据量正在飞速增加;光器件成为高速稳定传输这一庞大数据量的重要组成部分。
支持数据中心的3大主力产品
住友电工集团旗下的住友电工Device Innovation株式会社(以下简称SEDI)负责光器件业务。SEDI在日本设有两个业务基地,一个在横滨,一个在山梨。此外,公司在越南设有制造基地,并在欧洲、美国和中国设有开发支援部门,专注于光通信和无线通信器件的设计、开发和制造。其核心竞争力在于仅靠自身就能从材料开发到最终产品,提供光学和无线通信的解决方案。领导SEDI的为社长兼首席执行官岩馆弘刚。他自入职以来,一直致力于光器件的业务,并于2025年6月担任现职。
“数据流量的爆炸性增长需要能够实现高速大容量数据传输的光器件。我们迅速而切实地响应了这一需求。我们制造用于光通信的光器件,这些器件连接数据中心内部及数据中心之间的设备。‘电吸收调制激光器(Electro-absorption Modulator integrated Laser,以下简称, EML)'和‘连续波激光器(CW-LD)'(详见下文)被安装在数据中心内部。此外,我们还供应‘波长可调激光器' ,这些激光器可以同时通过光纤发送多个波长的光,用于数据中心之间的连接。EML是一款具有约40年历史的产品,我们在全球‘EML'市场中占据了领先的市场份额。‘CW-LD'则实现了高效率、大功率和小尺寸,并已在全球市场中占据主导地位。”(岩馆)
通过“化合物半导体”发展的高技术实力
SEDI保持其在全球市场主导地位的核心优势在于其材料。虽然硅是一种众所周知的半导体材料,但光器件使用的材料是由多种元素组成的化合物半导体,如磷化铟和砷化镓。化合物半导体能够制造出发光器件和高性能电子器件,而单元素半导体中使用的硅无法实现这一点。这些化合物半导体的晶体生长和制造过程采用的是外延生长(详见下文)。SEDI在这项技术上已潜心专研近半个世纪。
“化合物半导体器件一直面临对更高速度、更大容量和更低功耗的需求,这种需求至今仍在持续。数据通信速度曾经在10 Gbps左右,如今已达到800 Gbps,而在不久的将来,1.6 Tbps将触手可及。为了实现更高的性能,仍然有许多技术挑战需要克服。我们希望在对市场和客户保持真诚态度的同时,实现创新。”(岩馆)
关于SEDI的目标,岩馆继续说道:
“光通信市场的显著特点在于增长与停滞的周期循环往复。然而,我们引以为傲的是,即使在行业起伏中,我们依然持续投入研发,不断积淀技术开发与制造实力。今后我们将继续深化化合物半导体的技术优势,持续提供高附加值的产品。”(岩馆)
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