人类科技的发展是循序渐进的，在我们日常生活中所用到的，其实大部分都是很久之前都已经就发明出来的、并且通过不断迭代发展已经是非常成熟可靠了。就好比日常生活中使用的手机，在上世纪九十年代出现的大哥大就是原型，在经历了二十多年的技术更新，有了我们现在使用的智能手机。
这次依旧是闲谈，就单纯的说说最近比较热点的技术，说到哪是哪。
手机的通信是靠无线电波进行传输的，而且无线电在一百多年前就发明了，在日常生活中也是被使用的最广泛的一项技术了。但是说到光通信，对于大部分人而言都是陌生的。
众所周知，我们现在的整个通信网络，对于光通信技术有着极大的依赖。我们的骨干网、光纤宽带以及5G，都离不开光通信技术的支撑。
所谓光通信，就是利用光信号携带信息，在光纤中进行数据传输的技术。光波是电磁波的一种，所以，光信号也符合电磁波的物理特性。
我们分为三个板块进行分析：
第一个思路：提升信号的波特率
波特率（Baud），准确来说就叫波特，叫波特率只是口语习惯。它的定义是：单位时间内传送的码元符号（Symbol）的个数。
波特率很容易理解，以每秒传输的符号越多，当然信息量就越大。
目前，随着芯片处理技术从16nm提高到7nm和5nm，光学器件和光电转换器件的波特率也从30+Gbaud提高到64+Gbaud、90+Gbaud，甚至120+Gbaud。
然而，波特率并不是无限大的。越往上，技术实现难度越高。高波特率器件，会带来一系列系统性能损伤问题，需要更先进的算法和硬件进行补偿。
对于二进制信号，0和1，1个符号就是1比特（bit）。那么，每秒的符号数（波特率）就等于每秒的比特数（比特率，bit/s）。对于四进制信号，1个符号可以表达2比特，每秒的符号数×2=每秒的比特数。
四进制，相同的波特率，比特率翻倍
第二个思路：采用更多的光纤数或通道数。
纤数量越多，相当于单车道变双车道、四车道、八车道，当然传输信息量会翻倍。但是，这种方式涉及到投资成本。而且，光纤数太多，安装也会很麻烦。信道数可以是空间信道，也可以是频率信道。
空间信道包括模式（单模/多模）、纤芯（多纤芯的光纤）、偏振。
频率信道的话，这就要提到WDM（波分复用技术）。它把不同的业务数据，放在不同波长的光载波信号中，在一根光纤中传送。
（WDM波分复用）
（波长×频率=光速（恒定值），所以波分复用其实就是频分复用）
目前行业正在努力将光通信的频段拓展到“C+L”频段，可以实现192个波长，频谱带宽接近9.6THz。如果单波400G，那就是192×400G=76.8Tbps的传输速率。
第三个思路，也是我们今天要重点介绍的思路——高阶调制。
采用更高级的调制技术，提升单个符号所能代表的比特（对应第一个思路），进而提升比特率。我们经常听说的PAM4、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM，都是调制技术。想让电磁波符号表达不同的信息，无非就是对电磁波的几个物理维度进行调整。
大家比较熟悉的物理维度，是幅度、频率、相位。
光波也是电磁波，所以，对光波进行调制，思路基本是一样的。
光纤通信系统，主要有6个物理维度可供复用，即：频率（波长）、幅度、相位、时间（OTDM）、空间（空分复用）、偏振（PDM）。
这就是简单地跟大家说说光通信的三个思路，可谓是非常清晰的。
同样与智能手机热度一样的电动汽车，可谓是更加依赖半导体技术的发展，接下来，我们聊聊电动车的相关技术。
还是那样，纯属闲聊，聊到哪算哪。
现在国内的疫情反复无常，很多大城市的工作者因为所在城市的防疫要求，采取了居家办公。同样是因为这种社会需求，就催生了对PC和服务器的强大要求。
行业内预计消费类相关功率芯片由于供给逐步恢复价格会有所回落，但是车规MOSFET和小型号产品由于海外厂商减产转移至IGBT和SiC仍处于供不应求，IGBT在电动车和光伏、风电等新能源需求驱动下仍然景气度非常高。
电动车大时代：IGBT
此*功轮**率半导体新周期最受益的是以IGBT为代表的中高压功率器件，预计国内车规IGBT/SiC模块市场规模在2025年将达到300亿元人民币左右，如果考虑光伏逆变器带来的100亿左右增量需求和工业领域的存量需求，预计2025年国内IGBT为代表的中高压功率半导体市场规模将增至600亿元左右。
国内IGBT芯片厂商如时代电气、士兰微的IGBT产能已经投产，下游客户验证已经大部分完成，预计2022年国内IGBT厂商的国产化替代进程将提速。
产业链最重要的环节
功率半导体作为电子电力控制的关键器件，技术持续提升的方向在于单位电压的安培容量，不断提高输出效率，采用碳化硅衬底制作的功率器件相对于硅基而言具备天然优势，导通损耗和开关损耗都大幅降低，提升了逆变效率。
碳化硅基器件的价值量最大的环节在于衬底，由于碳化硅衬底的长晶速度减慢，良率非常依赖工艺积累，所以在衬底资源已经成为SiC时代的核心资源。
物联网驱动的电动化和智能化
2020年疫情以来笔记本出货创近十年新高：
2021年电动车需求爆发：
由于功率半导体供需错配，本来产品价格较低的功率器件在晶圆厂产能供给的优先权就比较低，晶圆产能供给紧张的时候代工和封测成本端大幅上升，各大功率半导体厂商纷纷大幅上调产品价格，预计行业平均价格涨幅超过20%，部分产品甚至价格上涨了7-8倍。
2014-2021年功率半导体行业周期：
在全球分立器件的下游需求中汽车占比最高，达到35%左右，国内市场中汽车行业对于分立器件的用量占比为27%。
传统燃油车中仅有少量的IGBT单管用于发动机点火器，纯电汽车的动力系统转为电池以后，IGBT模块成为电驱系统中逆变器的标配，此外新能源汽车在车载充电机（OBC）、DC-DC升压器、电空调驱动也需要用到IGBT单管。
单车用到的MOSFETs和IGBTs：
根据StrategyAnalytics测算，传统燃油车功率半导体用量仅为71美元，48V轻混车型功率半导体价值量增值至90美元，而纯电车型的功率半导体用量增幅高达364%，大幅上涨至330美元。
双碳政策下，以光伏和风电为代表的新能源发电的装机量大幅增长，太阳能发电中DC-DC直流转换器和光伏逆变器均需要用到IGBT作为功率开关。
其中逆变器的效率很大程度上取决于设计使用的元器件，元器件的性能可以由功率损耗来衡量，功率损耗分为导通损耗和开关损耗。
相较于MOSFETs而言，IGBT适用于较低开关频率和大电流的应用，大电流下IGBT的导通损耗比MOSFET更低，MOSFET有能力满足高频、小电流的应用，具有更低的开关损耗，更适合开关频率在100KHz以上的逆变器模块。
从逆变器类别来看，由于微型及单相逆变器功率较小，一般采用IGBT单管方案为主，高功率三相逆变器则采用IGBT模块，低功率三相逆变器则两种方案都有采用。
光伏中用到的MOSFETs和IGBTs：
从一个IGBT就可以分析出，其技术更新和市场占有率都是极其重要的，对于行业内的参与者，不容半点怠慢。对于国家政府而言，更是大力推动IGBT的发展，因为这意味着，我们不容易被卡脖子。
好了，这次就聊到这里，大家有什么想说的，请积极在评论区里留言。
我是六六科技人，我们下期见。
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