目前数据中心内部服务器之间的传输以100G Ethernet为主流，预计在今年400G Ethernet相关建设将会成熟。 不过由于中小型的数据中心依然为数不少，因此10GbE与40GbE相关的零组件短时间内也将为市场重要需求。

云端应用带动了数据中心传输需求的成长，不仅是服务器内部总线规格需要提升，服务器之间的联机需求也必须同时兼顾，才能够满足高速传输与运算需求。

在数据中心内服务器互连传输需求方面，以以太网络(Ethernet)联机为主。 由于人工智能(AI)、物联网(IoT)、高画质影音等等应用持续发展之下，市场对于400GbE(400G Ethernet)的需求日益上升；正因如此，要看到市场规格由当今主流的100GbE进化到400GbE也指日可待。 同时，讯号调变机制也必须从目前主流的不归零编码(NRZ)过度至四阶脉冲振幅调变(PAM4)讯号传输。 此技术进展纵然充满挑战，但也同时蕴藏庞大的商机。

高速传输势不可挡 400GbE建设今年到位

安立知(Anritsu)业务暨技术支持部门项目副理王榆淙(图1)指出，尽管目前已有模块厂商可以提供400GbE相关样品，因应主要客户验证400GbE小型实验性数据中心的建设需求， 但是目前数据中心应用市场依然是以100GbE NRZ为主；400GbE相关建设预计将在2019年建置完成。 由于市场需求的带动，近年来传输接口的发展相当快速，除了当今市场正在朝400GbE全速前进之外，目前IEEE也已经开始讨论800GbE的可行性。

图1 安立知业务暨技术支持部门项目副理王榆淙指出，当今市场除了正在朝400GbE全速前进之外，目前IEEE也已经开始讨论800GbE的可行性。

根据调研单位Ovum的数据指出，200GbE与400GbE的光学组件皆正在稳定成长中，年复合成长率(CAGR)约90%。 另外，具有双倍传输容量的PAM4传输技术，将逐渐成为主流(图2)。

图2 光通讯模块与零组件成长趋势

Ovum分析师Ian Redpath表示，长距离的数据中心互连将持续发展，以支持数据中心内部的升级周期，市场主力也将逐渐由100GbE晋升为200GbE与400GbE。 受此趋势影响，市场也正在发生变化。 赛灵思(Xilinx)有线IP营销部门经理Amy Chang(图3)也指出，目前业界正处于过渡时期，不仅是PCIe Gen5、CCIX将带动产业变化，400GbE以及FlexE等各项关键接口技术的标准，也将在未来扮演重要角色 ，推动数据中心的转型。

图3 赛灵思有线IP营销部门经理Amy Chang指出，目前业界正处于过渡时期，不仅是PCIe Gen5、CCIX、400GbE以及FlexE等接口技术，将在未来扮演重要角色，推动数据中心的转型。

成本/功耗成400GbE推广最大挑战

Chang认为，市场若要采纳400GbE主要将面临三大挑战：更低成本、更低耗电以及采用更高速的SerDes，这三者之间也将彼此相互影响。

数据中心不停的追求更高效能，促使业界发展出更快的接口速度。 Chang指出，SerDes的高速串行接口是促成接口技术快速进展的关键，目前使用的SerDes技术为32GTps。 赛灵思以及少数几家供货商现在能透过三公尺以上的铜导线与光纤支持56 GTps的传输速度。

在未来三至五年，SerDes技术的链路速度将翻倍至112GTps，而赛灵思未来推出的Versal系列产品也将皆支持此速度。 目前业界主流的SerDes世代支持25G NRZ，并需要16链路的25G信道来支持400GbE以太网络解决方案。 随着业界开始广泛采纳56G PAM4收发器，400GbE技术的成本与耗电需求将逐渐下滑，而112G PAM4在几年内也会跟进。

赛灵思是采用16×25G的接口及软件硅闸极(Soft Silicon Gates)技术来展示400GbE方案的半导体厂商。 并已于近期开始出货新款可支持8×53G 400GbE IP的UltraScale+ 58G系列组件，而预计在2020年将随后推出112G。

Chang进一步指出，由于各界需要更高的数据传输率，FlexE将透过现有的低成本物理层，承载这些更高的数据传输率。 赛灵思已采用标准型低成本100GbE技术，在4×100GbE FlexE上达到400GbE的传输率。 在未来，该公司目标是透过N×400Gb物理层运行更高的数据传输率(Terabit等级)。 赛灵思将采用低成本的技术，来提供软件IP促成更高的数据传输率。

数据中心互连 成光纤组件销售最强驱动力

受到产业转型、智能终端装置、云端服务及物联网普及率增加影响，全球网络数据中心流量近年来一直保持高速成长。 此趋势也使得不同数据中心之间的互连需求增加，该趋势同时将成为未来推动光纤组件市场的最强驱动力。

研究机构IHS Markit指出，数据中心互连(Data Center Interconnect, DCI)的应用需求，将会是推动光纤市场的重要驱动力，近年来，该应用领域是光通讯设备成长最快的。 IHS Markit运输网络高级研究总监Heidi Adams认为，数据中心互连领域已成为光纤最热门的应用领域；有越来越多云端服务供货商开始投资DCI市场，除了实现自有数据中心之间的互连之外，也能为企业提供DCI服务。

根据IHS Markit提供的数据指出，数据中心相关的光学传输设备市场在2018年上半已达到14亿美元销售额，与2017年同期相比成长了19%。 其中，紧凑型数据中心互连(Compact DCI)设备的需求提升最为显著，与2017年上半相比，2018年同期Compact DCI设备市场已成长了173%之多。 IHS Markit预测，从2017年到2022年，DCI市场的总年复合成长率(CAGR)将成长15%，该成长率将会超过波长分波多任务(Wavelength Division Multiplexing, WDM)市场。

硅光子技术将成关键 大厂纷并购抢市

佑胜光电总经理张裕忠(图4)指出，目前在数据中心应用领域，无论是系统或是PCB板传输，技术都尚未能满足高速运算(High Speed Computing, HSC)等级，尽管如此，高速运算绝对是一个趋势， 而若要达成高速运算则必须要由材料晋级才能做到。 因此，硅光子技术(Silicon Photonics)则将成为大势所趋。 在未来，佑胜光电也将开发出硅光子光电转换IC，以因应400GbE PAM4技术需求。

图4 佑胜光电总经理张裕忠指出，未来该公司计划开发出硅光子光电转换IC，以因应400GbE PAM4技术需求。

Redpath也提到，为因应400GbE市场需求，有越来越多的系统供货商开始并购零组件公司，来建构更多垂直整合的产业生态链，这也将为市场中许多独立厂商带来压力。

例如，美国思科(Cisco)便在2018年底时发布新闻指出，将计划以6.6亿美元的现金与股份收购半导体公司Luxtera。 思科网络信息安全业务执行副总裁暨总经理David Goeckeler指出，思科预测在未来5年内，全球网络流量将增加三倍之多，面对如此庞大的网络运算与传输需求，光学是实现超高速网络的基础技术。 本次预计收购的Luxtera，便是致力于利用硅光子技术来打造积体光学能力，并采用半导体制程将多种光学组件整合在一个IC中，主要针对的应用市场就是大型数据中心中的传输需求。 另外，在2016年Ciena以3,200万美元收购Teraxion的硅光子部门也是一例。

工研院也指出，硅光子技术可整合现有CMOS制程，成为业界颇受瞩目的研究方向，但硅光子技术的难度是需整合半导体技术和光学技术，仍需要扭转部分技术开发的思维与制程。

交换器需求带动光纤渗透率

如上所述，随着运算负载持续的成长，链接多个运算单元的作法将会越来越常见。 其中，最直接的建置方式是在机架内使用传统铜缆。 随着铜导线连接能力提升，将促使数据中心内部交换器之间，以及各数据中心之间的容量需求持续攀升，进而带动对光纤链接的需求。 Chang分享，赛灵思便曾展示使用标准FEC技术在5公尺铜导线上达到56G的速度。

Amy Chang进一步指出，为了让市场快速适应来自于数据中心内部交换器的新型光纤需求，除了每条链路速度必须提升之外，成本与耗电量也必须降低。 Chang估计，业界将继续发展出更小规格的光纤，包括广泛采纳400GbE的QSFP-DD以及100GbE的DSFP。 另外，数据中心之间的通讯需要支持更长的距离，而光纤传输的成本也必须降低。 因此像是400GbE ZR的接口已开始抢攻更长传输距离的产品市场。

铜缆成本优势不再 光缆大举导入数据中心

另一方面，王榆淙也提到，在传统的通讯需求之中，光纤主要应用于比较大的电信传输骨干，然而随着数据中心的建置逐渐扩大，也开始出现一些应用于机房里的光纤传输应用。

王榆淙进一步补充，一般而言光缆由于内含许多主动组件，因此成本比铜缆高，然而在近年来传输速率越来越高的状况之下，很多铜缆之中也必须导入一些主动的EQ去做讯号的续传，如此一来铜缆的成本架构就失去了优势。 因此，目前有许多厂商开始选择更多光缆线以及光纤收发器导入至数据中心的布建之中；也能看到近年光的传输模块销售量正稳定的成长当中。

5G带动小型数据中心市场 40GbE/10GbE光纤需求不减

随着数据中心应用对于高带宽的需求逐渐上升，目前全球大型数据中心有线高速传输接口以100GbE为主，并且正在朝向400GbE迈进。 然而，10GbE与40GbE仍然将在中小型的数据中心应用之中占有一席之地，在未来，随着5G通讯的发展逐渐蓬勃，更会带动小型数据中心的需求上升；因此，10GbE与40GbE接口的重要性短期之内不会降低。

张裕忠指出，许多研究单位皆提出数据指出，在超大规模数据中心应用之中，100G Ethernet是现今主流规格，然而这些数据往往没有将中小型的数据中心归纳至其中。 若是考虑进中小型数据中心的市场状况，回顾2018年，10GbE的光收发器依然是最热卖的产品。

在5G通讯发展的带动之下，为因应大量数据传输与储存需求，未来基地台内也会需要搭载小型的数据中心。 以目前大型数据中心接口主流为100GbE的情况下，中小型数据中心的需求只要40GbE即可满足。

然而，张裕忠也提到，在未来，若是大型数据中心的传输接口升级至400GbE，中小型数据中心由于也必须与大型数据中心之间有所串接、配合，因此也势必将朝向100GbE升级。 然而，此刻光收发器中的雷射模块成本依然居高不下，将成为推动高速接口升级的首要挑战。 但是随着技术与产能逐渐成熟，张裕忠预计，在两年之内100GbE所需的光收发器中的雷射模块价格大约能与40GbE匹敌。