Stephen Hardy，Lightwave总编
对低成本、低功耗和小尺寸的需求极大地推动了光子集成技术的发展。Infinera（www.infinera.com）的单片InP光子集成芯片是这个领域最大的亮点，新兴厂商如Luxtera（www.luxtera.com）和Laser-wire（www.laserwire.com）也宣称即将推出光子集成芯片。然而对整个业界来说，这3家公司推崇的商业模式仅为其产品将来的成功做好了准备，实际上主流器件和子系统供应商必须先建立他们自己的光子集成战略计划。这些争议颇多的计划的核心在于哪些功能应该集成到单片IC上，而另外的功能最好通过其它方式实现。9N2光波通信
传统上光通信器件和子系统由分离的器件组成：单独的激光器、调制器和控制单元，或是独立的滤波器和波导。一般来说这些器件都是分别生产的，然后通过某种方式组装起来，通常需要大量的人工操作。由于这个原因光器件的生产大多转移到了人工成本低的亚洲国家。9N2光波通信
单片集成将原先各个独立器件的功能合并到了一个单独的晶片上。“混合”集成是分离器件和单片集成之间的一个步骤，它是把分离的器件以更加紧密的方式组合起来，有可能是把不同的晶片组装到一起。9N2光波通信
最显而易见的向单片集成演进的路线是把同样材料、工艺的功能，或是同一功能的不同实体结合起来，就像激光器和调制阵列。这意味着你当然可以根据所选材料决定想要实现的功能。举例来说，InP是激光器的常用材料，因为大多数单片集成激光器都采用InP。滤波器和波导的最佳材料是硅，因此集成这些器件时一般不会用InP。阵列波导光栅（AWG）用这两种材料都可以，但InP AWG对温度更加敏感；具体的应用决定了哪些弱点需要重点考虑。9N2光波通信
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Bookham的40Gb/s可调发射机组件的特点是在一块芯片上集成了调制器。9N2光波通信
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公平地讲，仅因为单片集成的可能性并不能下定论说它就是可行的。“高密度的集成经常会遇到性价比的问题，”CIP（www.cipho-tonics.com）混合集成产品副总裁Graeme Maxwell说，“单片集成也会遇到这个问题，尤其是要在InP上集成大量器件的情况下。”9N2光波通信
例如，由于光学、温度以及潜在的电信号串扰等原因，在同一阵列上集成激光器就会遇到间隔距离的限制，Maxwell介绍说。使每个激光器稳定地工作在某一波长是一个挑战，尤其用了温度控制，距离限制问题更大。9N2光波通信
据JDSU（www.jdsu.com）传输与光子集成业务部CTO Ed Murphy介绍，使用单片集成芯片的设备面对各种各样的应用时会遇到一些难题。“设计集成IC时，你最终会在材料和功能的选择上妥协，从而在性能上做出重大的取舍。因此不太可能得到完全理想的设备。”他解释道。进行单片集成的一个最明显的例子就是如果你用InP制造发射机，调制器也得用一样的材料。这意味着调制器就达不到LiNbO3材料的性能了，这时传统的高性能长途应用就被排除在外了。9N2光波通信
生产过程也会对单片集成器件产生影响，例如，调制器损坏意味着整个发射机不能使用。既然单片器件的设计和成熟需要较长的一段时间，“困难在于你只能期待市场可以为某个芯片等待很长时间。”Murphy说。9N2光波通信
问题的底线不是不采用单片集成技术，而是必须在脑海里确立目标，明确你想要哪些优点。“如果驱动力来自封装、面板密度和成本，并且在功能上有一定回旋余地，那么单片集成就是一个强有力的方案。”Bookham（www.bookham.com）策略副总裁兼总工程师Chris Clarke说。“如果主要的问题不是封装而是性能或其它，甚至是设备的商用时间，那混合器件也是一种选择。因为单片集成方案的商用时间要比混合方案更晚。
单片集成结合混合方案9N2光波通信
基于上述原因，3家公司都在寻找单片和混合两种器件设计方案。JDSU和Bookham正在开发在单片上集成可调激光器和马赫-曾德尔调制器的产品，从而在XFP收发器这样的小封装器件上增加可调谐特性。Bookham技术副总裁Andy Carter宣称该公司刚刚发布了40Gb/s可调激光器组件，在一个7mm芯片上集成两个嵌套的和一个单独的马赫-曾德尔调制器、“一整套”控制与设置电极和监控检测器。9N2光波通信
JDSU同时还为其2维ROADM产品在5个平板波导电路（PLC）上单片集成了480项单独的功能，目前的工作重点转向了放大器。去年10月在布鲁塞尔召开的ECOC上JDSU发布了一款“平板集成放大器。”除了PLC，该放大器还包含了一个集成的9合1光子检测阵列，以及用单个器件替代8个隔离器的集成隔离器。JSDU宣称这款放大器将于09年问世，尺寸将会是现有EDFA的一半。Murphy还补充说，该公司还有单片的可调激光器和激光阵列产品。9N2光波通信
CIP在去年ECOC上公开了它的新款HyBoard集成平台，在一块芯片上集成了InP有源和无源器件、平板波导及相关功能，以及以混合方式安装的微机械硅晶片。9N2光波通信
“我们的观点是做出高性价比的最高等级的单片集成产品，并不局限于某一种方案。采用最合适的技术，以最低的成本在一个平台上实现最佳的性能。”Maxwell说道。9N2光波通信
受访者都同意混合与单片集成结合的方案是即将出现的40G和100Gb/s器件和子系统的共同路线。尽管Murphy说，JDSU还没有确定这一领域的技术路线，但该公司已经在为这类应用研发PLC和LiNbO3调制器。理论上，100Gb/s使用的双极性QPSK要用到嵌套的单片集成调制器，极化旋转和合并功能要集成到同一块PLC上，这两部分则以混合的方式集成到一起。9N2光波通信
但是他同时强调这样的芯片将会非常复杂，尤其是在接收侧。Bookham的Carter也印证了这些观点。“通常情况下，类似极化这样的功能很难单片集成。我并不是说不可能做到，但目前的研发水平还有很多工作要做。”他说。9N2光波通信
尽管存在很多挑战，混合或单片光子集成芯片看起来是能够满足未来光通信需求的最佳方案，诀窍在于为每个应用寻找最匹配的集成策略。
