波分复用器cwdm(带你走进激光光模块)

Posted 2023-05-31

篇首语：世事洞明皆学问，人情练达即文章。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了波分复用器cwdm(带你走进激光光模块)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

波分复用器cwdm(带你走进激光光模块)

光模块作为通信网络核心的传输器件一直关注度很高，但是细分应用领域、技术、品类、术语非常多，容易搞得一头雾水。谈起光模块，我们到底在说什么，本文希望从几个角度把市场关注度高的名词串联分类一遍，把大家的身份变成光模块公司的老板，从客户需求的起点开始，采购器件，选择技术路线，确定封装工艺，一步步生产出一只光模块。

一、收到客户需求之后，设计一个光模块的整体框架

今天是大风光模块公司成立的好日子，开张第一天就收到了很多大客户的竞标通知，作为公司管理、设计、工艺、采购一把手负责人，我们要根据客户需求仔细分析怎么满足客户需求中标大份额。

客户A：数据中心500米传输距离、100G传输速率，QSFP28接口，考虑整体系统成本；

客户B：5G前传10km 25G灰光BiDi，SFP28接口，考虑稳定性、互通性和成本；

客户C：骨干网100G DWDM网络应用，100km传输距离，CFP/CFP2接口，误码率等性能指标很高

收到这样的一系列需求，虽然只言片语，但是决定了我们光模块设计生产上每一个细节的选择。

选择1—封装方式及工艺路线：气密性封装（TO-CAN、BOX、蝶形）、非气密性封装（COB、COC等）；

选择2—光芯片类型：VCSEL、DFB、EML、窄线宽可调谐；

选择3—设计路线：单通道、多通道；

选择4—调制方式：NRZ、PAM4、相干（QPSK/16QAM/64QAM等）；

选择5—未来发展：永不满足的速率、外包光引擎、硅光等；

这些选项分别与产品性能需求的某些指标直接相关，也与最终的产品可靠性、成本息息相关。光模块行业的竞争，是多个参数组合优化的过程，追求性能（速率、小型化、传输距离）的同时，会带来很大的功耗、散热压力；为解决散热等问题，又会带来成本压力；控制成本又会带来稳定性可靠性等风险。因此，虽然我们做工作叫封装，产品外观和电气接口都是标准化的，但是光模块包含了大量设计和工艺的经验，理解客户需求，权衡性能、功耗、成本、可靠性等指标，是我们大风光模块公司的核心竞争力。

光模块产品应用在整个通信网络的各个环节，除了早期的电路交换（接线员接电话那种）和无线空口（手机到铁塔上的天线）之外，基本所有网络传输环节都要使用光模块。因此我们也应该对通信网络基本术语有一定的了解，这样才知道我们的光模块用在哪里。

1）电信市场：

FTTH/PON：简单说就是家庭宽带，也包括公司的宽带（FTTO，一般统称FTTx）等接入环节，采用的网络技术叫PON。光模块用量上亿，速率1M-10G都有，突发需求较多（每个用户的数据需求是突然开始突然结束的），和其他网络环节中基本时时刻刻都有信号在传输的技术需求不太一样，是专门的光模块细分市场。

无线接入网：铁塔上的基站到接入机房的这一段。光模块用量百万级别，速率1G-25G都有，传输距离几百米到10千米左右。

ODN：长距离传输网络，跨区、跨省等大流量调度，会引入DWDM、相干技术。光模块用量万到十万级别，速率基本升级到100G乃至200G/400G等，传输距离上百千米。

2）数通市场：

ETHERNET：一般数据中心内部的数据传输，在行业分析报告或者统计数据中，被称作以太网，也有人将数通光模块叫做以太网光模块。这个市场上百万出货量，传输距离从几米到2km，速率10G/25G/40G/100G/200G/400G等，迭代升级较快。

DCI：类似电信市场中的ODN，数据中心之间的长距离链接。国内的需求较少，因为政策规定只有三大运营商能跨省拉光纤。但是海外需求很多，谷歌、亚马逊都是自己建设的骨干网，还可以找运营商收钱呢，这里应用的光模块其实就是运营商骨干网的光模块，DWDM、相干等高级技术都有应用，速率100G甚至更高，传输距离40KM/80KM/100KM甚至更长。

二、封装方式的选择

2.1、气密封装

根据客户的需求，在室外、温湿度变化较大等情况下，由于激光器芯片受水蒸气腐蚀以及温度对波长的影响很大，我们考虑采用气密封装的路线，将激光器芯片密封在充满惰性气体的金属+密封窗的管壳中。

根据具体的传输距离、芯片发热量、成本需求、通道数等，还可以具体选择不同的气密封装方式：

1）TO-CAN封装：激光器安装于小型热沉（散热片），通过金丝与电气引脚连接。其上再封装金属管帽和用于透出激光的密封窗。TO-CAN封装体积紧凑成本相对较低，但其缺点是体积过小，难以加装更大的散热器件，大功率大电流长距离场景下不太适合，用在电信市场10km 10G/25G比较合适，比如基站前传、家庭宽带等领域。

做成TO-CAN之后，相当于具备了基本的激光器封装，但是激光器发射的光斑直径和光纤还是不一样，还要进一步和透镜、光纤进行耦合对准，把绝大部分能量聚焦到光纤里，全部封装好后就做成了TOSA（我们只说了激光器发射这一端，另一端就是换成接收器芯片，就叫ROSA，统称OSA）。

2）蝶形封装：为了解决大功率需求，可以采用蝶形封装，在更大的热沉（有更高温控需求的还可以选配TEC温控）上安装激光器，透镜、隔离器等光学器件也安装在金属外壳内。蝶形封装相当于激光器+光路全部封装好，从分类上讲，其实一个蝶形封装器件相当于一个OSA，是比TO-CAN更高一级的器件了。

3）BOX封装：BOX封装是蝶形封装的一种特殊形式，主要针对多通道需求。多通道的问题我们后面会展开讲，这里简单带过，在一个封装内，集成多个激光器，然后通过一根光纤对外传输，对温度控制、气密性可靠性等有较高要求的情况下，用这种封装就对了！

2.2、非气密封装

自从数据中心市场开始大规模使用光模块之后，由于数据中心配置了空调、环境监控等设备，整体的工作环境比在室外风吹日晒的电信市场优化了很多，同时光模块用量又很大，对成本控制提出了更高要求，因此逐步发展出非气密封装。非气密封装的技术持续迭代，可靠性快速提升，能够胜任的场景也在逐渐增加。非气密性封装简单说就是将光芯片直接贴/焊在线路板上，通过环氧树脂等胶水进行简单的密封保护，减少了大量辅助器件，节约成本、提高集成度。

小结：气密封装使用金属+玻璃为脆弱的光芯片构建了严密的保护，能够应对各种使用环境，根据不同的器件设计需求有几种具体封装方式，但整体器件较多、需要成本较高的柔性线路板FPC（俗称“软板”）将高频信号从气密壳中引出，导致成本相对较高。工作环境相对可控、可靠性能够达到要求的情况下，采用非气密封装能够优化成本。

三、光芯片的选择

根据传输距离、调制方式、成本等综合考虑，有多种芯片可供选择。光芯片的选择上还需要考虑供应链情况，部分热门产品早期起量阶段经常缺货，跳票、交货推迟情况很常见。芯片行业规模效应非常显著，所以很多芯片厂优先保大客户供应，作为小厂只能找替代厂商、替代方案等，拿到芯片的价格也差异很大，需求量大的光模块公司拿到的芯片价格可能比小厂低20-30%，这也是光模块行业重要的竞争因素。

3.1、VCSEL

VCSEL芯片是成本最低的芯片种类，代价是发光的角度较大，一般配合比较粗的多模光纤使用，但是多模光纤价格较高，考虑系统总成本，一般在短距离（几米的AOC和100米左右的SR光模块）场景下应用。

3.2、DFB

DFB芯片是在原始的FP激光器上加工出光栅，实现更精准的波长选择，输出波长精度较高。DFB芯片的发光角较小，能够实现更高效的光路耦合，因此在中长距离应用较多（500米、2km等），成本相对适中。

3.3、EML

EML芯片是成本最高的芯片种类之一，由一颗发射芯片（可以是DFB/DBR等）加外吸收调制器构成。在工作时，激光器芯片始终处于发光状态，通过控制吸收芯片的开关（简单理解就是透明、不透明），控制EML激光器的信号输出。

这里我们要再说明一下光信号传输中发生了什么。1）不同波长的光在光纤中的传输速度是不同的；2）激光器芯片加电压开始发光时，在飞秒级别的微观时间维度内，发射的波长有一定的变化（啁啾zhoujiu）。基于这两个现象，DFB芯片收到一个电信号后发出一个激光信号（其中包含一定范围的波长成分），经过光纤长距离传输时会发生色散，也就是不同波长的信号到达接收端的时间差较大，可能形成信号的干扰。如下图所示，DFB激光器发射端两个脉冲信号，由于不同波长在光纤中传输速度不同，到达接收端的时间有先后，严重的情况下，两个脉冲信号混在一起（码间干扰），导致无法通信。

使用EML激光器的优势在于，激光器芯片处于稳定工作状态，发射的波长更加“纯净”，通过外调制器进行调制后，长距离传输后得到的信号质量依然很高。因此EML适合长距离（10km、20km、40km甚至更高）传输应用。但由于增加了外吸收调制器，且面向长距离场景芯片整体质量要求也更高，因此同速率的EML芯片成本比DFB芯片高50%甚至高几倍。

另一方面，外吸收调制器的响应速度比DFB直接调制更高，在某些调制技术领域（如PAM4，后面会进一步展开），更加适合使用。

3.4、可调谐窄线宽（简称“可调激光器”）

前文提到长距离传输存在色散问题，EML能够解决啁啾带来的问题，但是激光器固有的发射波长范围（即“线宽”）依旧存在，在超长距离ODN（80km、100km甚至更长）等应用中色散问题依然突出。另一方面，超长距离传输干线需要考虑整体系统成本，从北京到上海铺设大量光纤需要很多成本，因此引入DWDM（密集波分复用）技术，在一根光纤中传输不同波长的信号，大幅增加单根光纤的传输能力，降低长途干线整体系统成本。这两方面需求，需要通过可调谐窄线宽激光器来满足。

可调谐窄线宽激光器结构较复杂，方案也比较多，有电流控制、温度控制、机械控制等等，以外腔机械控制方案为例，在普通激光器外增加光栅结构，通过机械控制调整输出波长，实现更加精确的波长控制。可调谐激光器过去应用的领域相对较少，但随着5G前传可能引入波分技术，部分厂商也在尝试使用可调谐激光器的可能性，未来需求情况可能有较大的变化。

小结：低成本短距离选用VCSEL芯片，中距离选择DFB芯片，中长距离以及特殊调制需求下选择EML芯片，超长距离以及某些特殊应用选择可调谐窄线宽激光器。

四、设计路线的选择

我们根据使用环境选择封装形式、根据传输距离和其他性能要求选择了激光器种类，接下来就要根据传输速率，选择通道数和调制方式了。一开头我们讲到了光模块几个不能兼得的关键指标，体现在设计上就有多种组合，芯片等级（性能和成本）、通道数（小型化、散热、封装难度）、调制方式（电芯片成本、可靠性、设计难度），要在这些环节综合取舍最后确定光模块的设计方案。

4.1 单通道：

最简单的设计方式，一个光模块里面装一个激光器一个接收器，一收一发，加上其他一些光学组件、PCB板上有各种电芯片，就组成了一个单通道的光模块。

常见的比如1个10G芯片用NRZ调制做成10G光模块、1个10G芯片用超频调制做成25G前传光模块、1个50G芯片用PAM4调制做成100G DR1数据中心光模块，都是这样单通道的设计路线。

4.2 多通道：

由于激光器芯片升级的难度很大，现在成熟的最高就是单波50G速率的，但是客户对带宽需求的渴望增长很快，400G甚至800G都提上了日程，我们就想出了用多个激光器和多个接收器拼在一起做成更高传输速率的光模块，也就是多通道设计方案。

多通道方案又面临一个问题，怎么跟光纤连接来传输呢？

1）多纤方案：最简单的就是每个激光器连一根光纤直接对外传输。这样做好处是光模块内部结构简单，器件相对较少，成本较低。问题是传输需要4根光纤，如果距离比较长，1km光纤也要好几十块钱的成本，4根光纤就上百的成本，用量大的话还是有不小的成本压力。所以多纤方案大多用在中短距离场景。比如500米的100G PSM4、几米到几十米短距离的AOC/SR4等。

2）单纤方案：如果传输距离较长，就要考虑减少光纤用量，我们可以提供单纤方案给客户选择。单纤方案利用波分复用CWDM原理，通过4个不同波长的激光器，用合波器件（MUX）合并到一根光纤进行传输，再用分波器件（DeMUX）分离出4个不同的波长分别检测。

这里又有两种技术路线，第一种是用TFF滤波片的方式，比如苏州旭创的100G CWDM4方案，四个不同波长的激光器前安装对应波长的滤波片，以下图为例：

红色芯片的光穿过红色滤波片之后在反射片上反射回来，遇见了桔黄色滤波片，红光就穿不过去了，只能继续反射回来；而桔黄色激光器的光可以穿过桔黄色滤波片到达反射片；红光和桔黄光都反射了一圈又回到黄色滤波片，他们俩都穿不过去，又反射回去，但是黄色激光器的光能够穿过黄色滤波片；红色桔黄色黄色光一起反射了一圈又遇见蓝色滤波片，都穿不过去继续反射，而蓝色光芯片的光穿过了蓝色滤波片和他们仨汇合，一起耦合进了一根光纤。

另一种技术路线使用AWG的方式，比如找天孚通信AWG代工做的100G CWDM4方案，四颗不同波长的激光器，通过AWG芯片合分波，之后耦合到一根光纤进行输出。

这两种细分方案各有特点，AWG器件对温度比较敏感，需要较高的温控能力，附带的成本相对较高（同等良率和出货量情况下），但生产设计环节相对简单。TFF方案对温度敏感性没那么高，但是器件设计和生产制造难度较大，需要较高的设计、镀膜、耦合对准等技术能力。

五、调制方式的选择

调制方式的选择和前文设计路线是相辅相成的，我们这里就直接针对主要的调制方式进行一个比较，以及实现这些调制方式需要增加的额外电芯片进行一个比较。

5.1 NRZ调制：

传统光模块调制以NRZ（not return to zero）为主，激光器高/低功率分别对应二进制的1和0信号。NRZ原理很容易理解，举一个例子，假设要发送一段二进制信号：100111，则激光器实际发射的光功率如下图，功率超过上面虚线则判定为1，低于下面的虚线则判定为0。NRZ模式下光模块中只需要基础的驱动芯片（driver）、放大器（TIA、LA）、时钟修复（CDR）及主控芯片（MCU或ASIC）等简单的电芯片即可。

5.2 PAM4调制：

为实现更高速率，由于光芯片直接升级难度和成本较高，因此引入PAM4调制技术。PAM4光信号功率的判决分为4个阈值，低于最低阈值判定为00、最低到中间阈值之间判定为01、中间到高阈值之间判定为10，超过高阈值判定为11。通过更密集的功率判定设计，使得相同的时间内能够传输2倍的数据量。还是刚才的例子，要发送数字信号：100111，激光器发射的光功率变成下图的样子。

这里就要强调一下大家经常混淆的两个概念，我们说激光器芯片的速率一般指波特率，也就是真实的一秒钟能发送多少个完整脉冲（比如25G EML芯片，一秒钟发送25*10^9个脉冲，实际更多一些，还有链路开销等这里就忽略了）；但是通过高阶调制技术一个脉冲可能代表几位二进制数据，则实际传输的数据量称作比特率（比如1个25G EML芯片PAM4调制之后做成了单通道50G的光模块，那我们直接说50G PAM4光模块，意思就是比特率是50G，波特率是25G）。

由于PAM4调制需要对功率精确的控制，判定阈值也更窄，对光纤色散导致的信号干扰要求更严格，因此大部分需要使用EML激光器。同时，在NRZ电芯片的基础上，还增加信号处理的DSP芯片（将数字信号两个一组，转换成模拟信号）。

5.3 超频方案：

为降低成本，开发出了超频技术，用设计速率（还记得波特率吗？）较低的芯片，传输较高速率（还记得比特率吗？）的信号，比如5G前传中用10G波特率光芯片，“强行”加给他一个25G速率的信号。激光器发光不是一上电压就满负荷运转的，中间有一个爬坡的过程，我们说10G速率的芯片，指的是1秒钟能够发射完完整整的10*10^9个脉冲。但是超频的思路很简单，还是这个10G芯片，我就非要给你通一个25G的信号让你1秒钟发射25*10^9个脉冲，那连续的一个“1”一个“0”信号过来，激光器功率爬坡还没来得及爬到顶点就又开始下坡，最终表现就是超频的信号质量劣化，识别阈值降低。还是以数字信号：100111为例，在连续的10-01交替时，激光功率就达不到最高点，只能把判决阈值（图上的两条虚线）缩窄，这就导致超频光模块能“容忍”的干扰、误差和传输距离较低。

超频方案带来技术上的难度，在相对中短距离比较成熟，需要在发射端CDR调整参数，接受侧做均衡处理，从芯片角度来说与NRZ使用的电芯片种类相同，但是在参数设计、电路结构设计等领域需要仔细调试，经过大量仿真和测试，挑选最好的判决阈值以降低误码率。目前超频方案很多采用的是三菱的10G TOSA。

5.4 相干调制：

前面三种调制的本质都是强度调制，只利用了光功率的强度或者说正弦波（载波）的振幅一个指标来表征（调制）二进制的信号（基带信号）。但是正弦波还有相位这个参数，相干调制就是利用相干的原理，把相位和振幅两个参数都用上。

相干调制有两个好处：1、可以在一个信号周期中传输更多数据（看起来效果和PAM4类似）；2、还能利用三角函数和差化积公式（初中就学过呢）实现超强抗干扰能力。因此相干调制在超长距离传输中有不可取代的优势。

相干调制具体怎么实现、对光模块来说需要哪些器件结构呢？

太长不看版本：

1）光芯片：相干光模块发射端和接收端各需要一个频率相位稳定的激光器芯片（3.4部分讲过的窄线宽激光器），根据相干调制的级别，发射端需要2^(x-1)个铌酸锂材料的马赫曾德尔MZ调制器芯片（也有用其他调制器的，MZ比较常见）；接收端还需要接收器芯片；

2）电芯片：需要高端DSP芯片进行数据编解码和计算（也叫PBSR，处理加法、乘法和傅里叶变换），高速ADC（模数转换）芯片，驱动器芯片，主控芯片等；

3）其他器件：VOA（光功率开关）、各类光路器件及散热、外壳等。

详细说明版本：

最终发射的光信号是经过相位调制的信号，共有4种波形符号（Q就是4的意思），每个符号代表两位二进制原始数据，因此实现了2倍的比特率。

以上是最简单的QPSK相干调制，或者说“4”PSK，可以1位光符号，传输2位电信号。

搞这么复杂是为什么呢？简单来说就以两路信号解释，信号光强度Es(t)和本征激光器光强度EL(t)是两个三角函数：

两者混合后探测器接收到的电流

平方展开之后积化和差公式一顿操作，会得到很多频率是2ω的分量，就被低通滤波器过滤掉了，最后能通过低通滤波器幸存进入DSP芯片处理的分量只有：

可以看到相干光模块最终只有信号电流Ps被放大，且输出电流大小与本征激光器功率PL的平方根正相关，因此即便长距离传输来的信号电流很微弱了，通过足够高的本征电流功率还是能够在接收端获得足够大的输出电流，接收器灵敏度可以做到很高。这就是相干调制在超长距离应用的必胜法宝。

除了QPSK，还有更高阶的16QAM、64QAM等，调制方式和器件类似，只是数量指数级增加，而实现的效果呢，有一个很容易理解的方式：小学奥数排列组合题目：二进制有0和1两种可能，如果一个时间点要传播2位/4位/8位数字信号，那么有多少种光信号的可能性？

很简单，2位的话共有2*2=4种波形（参考QPSK波形和二进制对应的那张图）

4位的话共有2*2*2*2=16种波形，也就是16QAM调制，用1个25G激光器就能调成100G的光模块！

8位的话共有2^8=64种波形，也就是64QAM，用1个50G激光器就能调成400G的光模块！

而且由于相干调制的特点+三角函数和差化积公式+强大的DSP计算能力，还能大幅提高信号还原准确度，超长距离传输之后也能恢复出准确的数据，因此虽然结构非常复杂成本很高，但是相干光模块还是在80km、100km、200km等长距离市场占据绝对优势地位。

小结

前面我们从选择芯片，到调制方式，到封装工艺，把一个光模块完整的设计过程大致走了一遍，面对客户的各种需求，我们大风光模块公司都有信心拿出满足客户性能需求、尽量保证低成本的设计方案，下面就是我们应对不同需求提供的方案清单。

这里再补充说明一下，表格中的产品最后都有一串我们前文没有展开的代码，这个指的是光模块的外形。由于光模块外形和接口有全球通用的标准，客户一般也会指定要哪种外形。简单来说，SFP/SFP+SFP28/SFP56/QSFP28/QSFP-DD都是小型化的外形，对应不同的接口速率；CFP/CFP2等是比较大的外形，能容纳更多器件以及更好的散热。

六、未来发展方向选择

作为大风光模块公司优秀的管理者，我们深知不能埋头拉车，还要抬头看路的道理，对未来技术和产业模式发展的方向也有深入的思考，总结下来，未来可能有三个比较大的发展趋势。

6.1 永不满足的速率：

光模块行业是为电信网络和数据中心网络服务的，这两个下游市场又面临上网速率需求越来越快、云计算业务量越来越大的压力，因此对光模块的速率有不断增加的需求。

为满足更高的速率要求，光模块行业有三个发展方向：

1）更快的单通道速率：难度较大，激光器材料工艺端，现在50G刚刚成熟，100G还在早期研发阶段；

2）更多通道数：考虑整体性价比，通道数多=体积变大=单位机架面积上插的光模块数量变少=机房的土地房屋配套设备等整体成本综合考虑；

3）更高阶的调制方式：考虑整体性价比，高阶调制需要更强大的DSP芯片，电芯片成本大幅增加，发热量也大幅增加，带来散热成本和可靠性等其他问题

6.2 外包光引擎：

光模块行业中，大客户关系、芯片供应链能力、方案设计工艺优化等know how经验是各家差异化的重点。反而在生产制造上，可能出现专业化分工的趋势。比如很多海外光模块公司，由于人力成本和供应链完善程度越来越难和中国等企业竞争，很多公司转型成设计为主，生产交由东南亚建厂的OEM大厂Fabrinet等专业代工厂商完成。

未来随着光模块产品迭代的研发投入越来越高，生产制造环节逐步走出工艺、良率和成本控制能力突出的专业生产企业，产业链整体的结构可能发生进一步的重塑。未来有可能产业链会继续深入分工，光模块整体光学部分——光引擎（光芯片、散热、光学组件、管壳等全部封装在一起）全部交由专业代工厂生产，模块厂只负责搞定下游客户、上游光芯片以及产品设计，拿到光引擎之后，焊接上PCB+电芯片，装上外壳进行测试之后就可以销售了。

6.3 硅光技术：

硅光技术发展了很多年，一直是行业热门话题。目前展示较多的硅光子技术有两种：1）用于数据中心光模块，将调制器、CWDM器件、耦合器件使用CMOS工艺集成加工在一个晶圆上；

2）用于相干光模块，将MZ调制器、分路合路器、耦合器使用CMOS工艺集成加工在一个晶圆上。

硅光技术从根本上，是希望通过集成度、自动化程度更高的硅基工艺，解决光模块行业过去分立式器件、人工参与的工序很多、自动化程度不高等问题，从而获得明显的成本优势。然而，理想很丰满现实很骨感，硅光技术面临几个大的物理定律决定的性能瓶颈：

1、由于硅本身发光性能很差，光模块核心的激光器还是需要用III-V族材料制造，通过沉积工艺把III-V族材料生长在硅晶圆上，两种材料晶格结构不同（晶格失配）导致外延层有很多缺陷，因此目前主流产品激光器还是分立式为主，依旧需要人工对准、测试等；

2、硅的热胀冷缩比较明显，而光模块对波导尺寸的要求很高，光栅等器件的尺寸直接决定了发射波长等重要性能参数，导致硅光产品稳定性受影响；

3、CMOS工艺的尺度过小，蚀刻和生长工艺工件尺寸在0.5μm量级，而光纤纤芯直径在10-40μm量级，光信号从直径差异较大的两个载体相互传输时会产生极大损耗（模场匹配损耗）

为解决这些问题产业界推出了一系列方案：1）外延生长中可以先在Si晶圆上生长过渡层，逐步过渡到和III-V族材料结构接近的状态再外延生长；2）增加热膨胀器件抵消硅材料的热胀冷缩；3）制作光栅、Tapper等器件提升耦合效率。这些方案或多或少能解决前述性能瓶颈，但是增加很多器件尤其是活动器件，导致产品良率、成本又出现问题，最后还是无法发挥硅光技术的成本优势。

目前硅光行业和半导体类似，形成了设计公司+代工厂的模式，以及Intel的IDM模式，从行业发展角度看，仍需要代工厂加工工艺上有重大突破，硅光产品才可能在性能、成本、可靠性等多个维度与传统光模块正面竞争。当前更优的策略可能是，仍以传统光模块产品为主，跟进硅光技术的研发，如果出现工艺重大突破，仍然能够保持在光模块终端市场的竞争力。