有源光缆AOC市场深度解析_光纤光缆_光学系统

下游需求稳增，上游光引擎是瓶颈，探寻AOC市场前景如何且看本文分解。

　　数据时代，高密度、高带宽应用越来越多，此时无源光缆或基于铜线的电缆系统就显得捉襟见肘。为保证传输的稳定性及灵活的应用性，用户迫切需求一种新型产品来作为高性能计算和数据中心的主要传输媒质，在这种情况之下有源光缆产品应运而生。随着"光进铜退"趋势的不可逆转，未来将是"全光网络"的时代，有源光缆技术将渗透到高速互连市场的每个角落。

　　1. AOC驱动力--数据中心高速光互连

　　互联网和智能终端的快速应用使全球数据量爆发式增长，极大地推动了以高速路由器，超级计算和存储为核心的高性能超算中心（HPC）和数据中心市场的发展。随着提供40G/100G端口的服务器，交换机等设备在数据中心的逐步规模商用，对于高速光互连产品的需求也越来越多。OFweek行业研究中心预测全球光纤数据中心互连市场将从2014年的11亿美元增长至2019年的47亿美元，复合年均增长率达到44.9%。

　　光互连从结构上看有四种实现形式，1）芯片内的互连；2）芯片之间的互连；3）电路板之间的互连；4）通信设备之间的互连。基于光引擎技术的有源光缆产品是实现数据中心高速光互连的最佳解决方案，是一种芯片间的互连结构。目前市场主流高速光互连AOC产品包括10Gbps SFP+ AOC、40Gbps QSFP+AOC、56G QSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。

　　图表1 几种典型的高速光互连AOC产品

资料来源：OFweek行业研究中心

　　2. AOC优势

　　有源光缆AOC（Active Optical Cable）主动式光纤缆线，也叫做带芯片的光缆。传统的数据中心互联主要是基于同轴电缆，AOC有源光缆与互联铜缆相比拥有许多显著的优势。比如在系统链路上的传输功率更低，重量仅为直连铜缆四分之一，体积约为铜缆的一半，并且在机房布线系统中具有更好的空气流动散热性，光缆的弯折半径比铜缆做得更小，传输距离更远（可以达到100～300米），且产品传输性能的误码率也更优，BER可以达到10^-15。与光收发模块相比，AOC有源光缆由于存在不外露的光接口，不存在光接口清洁和被污染的问题，系统稳定性和可靠性大大提升，并且降低机房维护成本。

　　图表2 有源光缆和无源电缆的对比

　　资料来源：OFweek行业研究中心

　　3.AOC瓶颈--光学引擎

　　高速光互连产品40Gbps QSFP+ AOC 和120Gbps CXP AOC不再采纳传统可插拔收发器中TOSA/ROSA的结构设计，而使用高度集成的阵列光引擎核心器件技术。AOC的技术门槛很高，不仅对封装制成设备的要求很高，而且需要上游光学引擎技术的支持。

　　光学引擎由激光器阵列、探测器阵列、光纤阵列以及相关的驱动电子线路组成。阵列光学引擎技术已经广泛应用于有源光缆产品-服务器和交换机之间互联。但是光学引擎技术也面临很大的挑战，核心的激光器被少数国际大厂商垄断，价格不菲，且激光器的驱动和限幅放大芯片之间焊接技术也影响着制成效率，制约着国内厂商大幅推广。目前主要推出光学引擎的供应商基本上都是国外厂商，如安华高科技（Avago Technologies）、Finisar公司、IBM和Samtec等。

　　图表3 光学引擎（右）与传统封装形式对比

资料来源：OFweek行业研究中心

　　4. AOC工艺制程

　　有源光缆的主要构成部件光路部分包括用于转换光路角度的透镜、FA；电路部分包括PCB板、基板、VCSEL芯片、VCSEL驱动芯片、PD芯片、TIA芯片等。AOC制作流程中有两个关键工艺：芯片贴装工艺和光纤耦合工艺，也是最大技术难点。AOC采用的芯片贴装工艺是尖端的Flip-Chip工艺（又称倒装贴片法），即是一种芯片互连技术，又是一种理想的芯片粘接技术。

　　图表4 AOC主要工艺流程

　　资料来源：OFweek行业研究中心

5. AOC市场情况

　　AOC的市场首先出现在2007年，开始是科研系统的高速计算系统的互连，如今扩展到数据中心内的互连还有一些视频通信系统中，包括Thunderbolt, HDMI还有USB 3.0等，已经有相当的规模。2011年AOC市场遇到了许多挑战，包括厂商间的合并，亚洲低价格供应商的进入，日本的地震和海啸，台湾代工厂的水灾，还有关于知识产权的争议，市场规模只有7000万美元。而2012年恢复稳定增长，达到1.15亿美元，增长率高达65%。之后两年增长率有所回落，今后五年的复活增长率超过30%，预计到2019年将达到15亿美元的市场规模。

　　图表5 全球有源光缆市场规模及增长趋势预测（单位：亿美元）

　　资料来源：OFweek行业研究中心

　　国外主要的有源光缆厂商Avago、FCI、Finisar、Mellanox、Molex、Siemon、Sumitomo、TE Connectivity和Volex，已经大规模推进有源光缆SFP+AOC、QSFP+AOC、CXP AOC的整体解决方案。国内易飞扬是最早进入光互连产品商业化的公司，苏州旭创已推出多款AOC产品，2013年底光纤龙头长飞和芯片巨头威盛共同投资，成立了合资公司长芯盛经营消费电子有源光缆系列产品，最近在深圳高交会上参展的光通信新兴公司武汉锐奥特都有展示他们最新的40G QSFP+AOC产品。

　　受制于上游光学引擎和产线的高额投资，有源光缆的利润回报并不明显，很多行业内公司都是持观望态度，投资都比较保守。OFweek行业研究中心高级分析师潘小星认为作为高速光互连的最佳解决方案，有源光缆需求稳定增长，上游光缆价格、光学模块特别是VCSEL激光器、PIN二极管成本和售价都在不断下降，早期投资开发的供应商终将获得丰厚回报。

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