硅光技术（Silicon Photonics）

利用CMOS工艺在硅基衬底上实现光电子器件集成的前沿光技术，是CPO（共封装光学）的核心技术基础。

硅光技术的构成

硅光芯片核心器件：
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│  硅基激光器（Hybrid Laser）          │  ← InP/Si混合集成
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│  硅基调制器（Silicon Modulator）     │  ← Mach-Zehnder/微环
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│  硅基探测器（Si Detector）           │  ← Ge/Si异质集成
├─────────────────────────────────────┤
│  硅基波导（Silicon Waveguide）      │  ← 氮化硅/硅波导
├─────────────────────────────────────┤
│  硅基光栅耦合器（Grating Coupler）   │  ← 光纤耦合接口
└─────────────────────────────────────┘

硅光 vs 传统III-V光技术

特性	硅光（SiPh）	传统III-V（InP/GaAs）
材料体系	硅/氮化硅	InP/GaAs
工艺	CMOS兼容，可大规模量产	分子束外延，成本高
集成度	高（单片集成多种功能）	低（分离器件）
光源	外部光源（混合集成）	集成光源
典型应用	CPO/光引擎/相干收发	可插拔光模块
成本	规模化后成本低	成本较高

核心关系

[光芯片](/wiki/optical-chip/) → [硅光技术](/wiki/silicon-photonics-tech/)（CPO核心材料体系）

[硅光技术](/wiki/silicon-photonics-tech/) → [CPO](/wiki/cpo/)（共封装光引擎的技术基础）
[硅光技术](/wiki/silicon-photonics-tech/) → [光引擎](/wiki/optical-engine/)（硅光芯片是光引擎核心）
[硅光技术](/wiki/silicon-photonics-tech/) → [1.6T](/wiki/1-6t/)（224G时代硅光方案）

传统可插拔：InP/EML（单一激光器）
硅光方案：Si调制器 + 外部光源（成本优势）

硅光技术挑战

硅光技术瓶颈：
├── 光源集成：硅本身间接带隙，无法发光，需混合集成InP光源
├── 耦合损耗：光纤→波导耦合损耗~2-3dB（ vs 片上连接<0.5dB）
├── 调制效率：硅调制器尺寸较大（mm级）
└── 温度敏感：硅波导温敏性高，需TEC温控

关键参数

• CMOS工艺节点：220nm/180nm/130nm
• 波导损耗：<1dB/cm（硅波导）
• 调制速率：112G/224G PAM4
• 耦合损耗：2-3dB/interface
• 晶圆尺寸：8英寸/12英寸（CMOSfab）