通鼎互联加码大规模光子集成技术 借势5G推动创新发展

2019年1月19日，通鼎互联2019创新大会在苏州召开，本次大会的主题为“持续创新 高质量发展”。通鼎集团董事局主席沈小平在大会上表示，目前通鼎互联正处于产业转型升级的关键时期，公司将抓住5G等新技术带来的重大机遇，增强企业的创新能力，实现高质量发展。

实际上，自通鼎集团成立近20年以来，一直在“创新”发展方面不遗余力，并且取得了显著的成绩：2017年8月，中国工程院邬贺铨院士工作站落户通鼎；2018年2月，通鼎未来信息技术研究院挂牌成立，吸纳了40多位海归博士、重点院校硕士；2018年9月，通鼎“光缆制造智能提升”项目入选工信部2018年智能制造示范项目；2018年，通鼎位列中国企业500强第373位。

大规模光子集成困局

作为通鼎集团在创新方面的最新实践，本次创新大会举行的前一天，通鼎互联和南京大学正式签署了“南京大学-通鼎互联大规模光子集成校企联合实验室”合作协议。这一实验室合作可谓意义深远。

我们知道，伴随5G、物联网、大数据和人工智能等信息技术的发展，导致通信容量需求急剧增加。这对物理底层光通信网络提出了极高的要求。现有基于分立光电子器件组建的光通讯系统将因体积庞大、功耗大、系统冗杂、成本高等原因难以支撑。而光子集成芯片技术将多个单元光子芯片集成在一起，拥有结构紧凑、功耗小、大带宽等突出优点，被认为是解决当前瓶颈的主流技术趋势。

类似大规模集成电路的诞生和发展一样，不断增加的通信容量需求，对光子集成的集成度要求也不断升高，大规模光子集成将成为支撑大容量光通信网络可持续发展的必要核心技术。然而，由于材料、工艺和传统技术思路等的限制，至今全球在实用化大规模光子集成上尚无突破性进展。

▲ 图：“南京大学-通鼎互联大规模光子集成校企联合实验室”合作签约仪式

REC+PWB技术带来可能

南京大学现代工程与应用科学学院博导陈向飞向我们介绍，南京大学于2006年发明的重构等效啁啾(Reconstruction-Equivalent-Chirp，REC)激光器阵列技术和德国Karlsruhe理工大学提出的光子引线键合(Photonic Wire Bonding, PWB)技术结合的大规模光子集成技术，将有望解决光子集成中不同元件之间和不同材质之间的大规模集成问题，为光模块中的光器件带来低成本和高集成的特性。而这两种技术也将是双方联合实验室的重要核心支撑。

据了解，南京大学发明REC激光器阵列技术，其原理上是引入光栅等效啁啾和改变光栅等效周期，通过普通图形光刻取代高精度电子束曝光来实现复杂激光器谐振结构，能够对激光器阵列的波长间隔进行精准控制。REC激光器阵列技术为商用化的大规模光子集成芯片光源提供了高精度、低成本规模量产的技术路径，基于该技术成功实现了创世界纪录的60通道精准激光器阵列芯片。

而由德国Karlsruhe理工大学提出并发展PWB技术，则可以类比为电子集成方向较为成熟的电子引线技术，即光芯片间的光刻胶通过双光子吸收，建立3D高分子聚合物光波导，实现分离光芯片的互联互通。区别于传统光模块耦合技术，PWB能够避免耗时较多的对准调节步骤，避免光束整形所需的透镜等组件，使得机械误差容限数量级增加，利于大规模光子芯片混合集成与自动化生产。因此PWB技术可以实现发送、调制、复用等光芯片间低成本、低插损、高密度的耦合连接，有效地减小集成器件几何尺寸，从而达到低功耗、高集成、低光学复杂度的目的。

此次通鼎互联与南京大学共建的“大规模光子集成校企联合实验室”，将推动基于REC精准激光器阵列和PWB结合的大规模光子集成技术，在这一领域全力支持实验室进行技术突破，在大规模光子集成上另辟蹊径，以期突破全球面临的实用化大规模光子集成困难局面，并推动相关大规模光子集成芯片产品化。

据悉，未来通鼎互联将依托基于REC及PWB的大规模光子集成技术，发展规模化量产25G/50G/100G/400G/800G/1.6T bps等各种高速产品，为5G及下一代数据中心光接口提供低成本、高可靠、高速率的光通信产品。

借势5G 创新是发展第一动力

5G时代已经到来，这给作为承载网设施的光通信系统提出了全新的需求。5G的超密集组网、加密覆盖和站点增加，使得现网光纤容量难以满足需求，迫切需要可集成的大容量光通信传输。同时，为满足未来VR、云计算、超高清视频、传感、车联网、远程医疗等严格速率和时延要求的刚性通信管道需求，作为传输接口的光模块更是重中之重。

中国工程院院士邬贺铨在当日的创新大会上发表的《5G时代的光纤通信》主题演讲中亦指出，5G基站的密集组网需要大量光纤，5G的无线接入网的前传、中传和回传对光纤传输系统提出了高带宽低时延的要求。其中，WDM-PON和超高速光纤传输系统将在5G时代发挥重要作用。与此同时，5G也将带动光纤光缆市场的发展高潮。通鼎互联常务副总经理蔡文杰则在大会上表示，面向5G，通鼎互联已形成光承载网、接入网和线缆的整体解决方案。

在通鼎集团董事局主席沈小平看来，2019年将成为不平凡的一年。而通鼎集团将继续把创新作为发展的第一动力，加大研发费用投入，在推动企业转型升级、提质增效的进程中，营造创新氛围，优化创新环境；学习创新经验，完善创新制度；打造创新平台，提升创新能力；广纳创新人才，激发创新活力。因为“如今，企业间的竞争已不再是规模与销量，而是创新能力的比拼，这是企业生存和发展的基础。”