引言：高端光模塊是怎樣煉成的呢？在5G網(wǎng)絡(luò)商用的需求趨勢(shì)下，光模塊設(shè)計(jì)及適配解決方案將成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)，就目前5G、數(shù)據(jù)中心所采用的最新技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r，以及工程師該如何設(shè)計(jì)一款好的高端光模塊及適配組合方案，MACOM光波事業(yè)部高級(jí)總監(jiān)兼亞洲首席科學(xué)家莫今瑜博士有著自己的看法和感觸。
從市場(chǎng)需求來(lái)說(shuō)，5G的市場(chǎng)肯定在中國(guó)，中國(guó)目前在領(lǐng)跑，所以中國(guó)市場(chǎng)上量會(huì)比國(guó)外稍微提前。而從數(shù)據(jù)中心來(lái)看，大型數(shù)據(jù)中心目前都在國(guó)外，國(guó)內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心其實(shí)很少，也就是說(shuō)，國(guó)外數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)比國(guó)內(nèi)要大。但從長(zhǎng)期潛能來(lái)看，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心可能慢慢增多。 5G萬(wàn)物互聯(lián)對(duì)通信模塊嚴(yán)苛的要求 在5G方面，由于其要求萬(wàn)物互聯(lián)，因此對(duì)5G前傳模塊的要求是比較新、比較苛刻的�！�5G前傳要求傳輸速度要快、時(shí)延要少。例如，在家就可以試衣服的VR，不會(huì)希望試了一半就卡住了，在操作過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)都應(yīng)該是實(shí)時(shí)的，根本感覺(jué)不到有時(shí)延，在1ms以內(nèi)。車互聯(lián)，也肯定要實(shí)時(shí)更新，不然車?yán)走_(dá)就不靈了，撞車或者走錯(cuò)路了。這些都是要實(shí)時(shí)連上的，讓使用者感覺(jué)不到有時(shí)差。”對(duì)此，MACOM光波事業(yè)部高級(jí)總監(jiān)兼亞洲首席科學(xué)家莫今瑜博士這樣認(rèn)為。 在傳輸技術(shù)方面，大家用PAM4。在5G里面，因?yàn)榛緬煸趹敉�，熱曬雨淋，�?duì)溫度的要求比較高，即有過(guò)溫的要求。莫今瑜博士認(rèn)為“-40~85℃是殼子溫度，這就要求激光器等芯片都能在這么寬的溫度范圍內(nèi)工作。這是個(gè)新技術(shù)、新要求。有些廠家，包括MACOM在內(nèi)，都是往這塊去做芯片推向市場(chǎng)�！� 業(yè)內(nèi)最新展示的5G高端光模塊技術(shù)有哪些？ 自從5G商用標(biāo)準(zhǔn)被確定以來(lái)，整個(gè)行業(yè)都在探討PAM4是下一代引領(lǐng)光通信行業(yè)（包括5G和數(shù)據(jù)中心）的技術(shù)。據(jù)了解，在18年的光博會(huì)上，MACOM展示了多款PAM4的方案，其中包括一個(gè)live demo，200G PAM4的一整套配套方案。除了PAM4之外，另外還有像接入網(wǎng)、骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)等前沿芯片等這些。 對(duì)此，莫博士介紹說(shuō)“有些高端光模塊的設(shè)計(jì)不是那么簡(jiǎn)單，因此，MACOM會(huì)做一些光模塊的參考設(shè)計(jì)給客戶參考，給客戶一個(gè)直觀的理解，怎么去更好地使用這些芯片。當(dāng)然，客戶也可在此參考設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而可以實(shí)現(xiàn)差異化。" 光模塊設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)有哪些？ 工程師目前在設(shè)計(jì)好的高端光模塊時(shí)都有哪些挑戰(zhàn)呢？莫博士舉例說(shuō)，“如對(duì)于400G，現(xiàn)在大家在用的都是8通道的集成。大家會(huì)認(rèn)為8通道的產(chǎn)品很難做，良率可能比較低，就可能想要4通道或2通道的集成。這就要求芯片方案的研發(fā)跟得很緊，甚至走在別人的前面。但是芯片的研發(fā)難度很高。全新的芯片很少一版就能搞定。若是小問(wèn)題可能很快就能解決，但若是大問(wèn)題，則反應(yīng)時(shí)間就可能會(huì)比較長(zhǎng)。所以做芯片要有一定時(shí)間。所以有時(shí)候客戶就會(huì)著急，或者拿到第一版芯片，會(huì)有“怎么會(huì)有這么多問(wèn)題”的疑問(wèn)�！� “現(xiàn)階段MACOM在這方面就在加強(qiáng)其內(nèi)部測(cè)試的能力。現(xiàn)在公司所有的新產(chǎn)品出來(lái)都會(huì)拿到其深圳的實(shí)驗(yàn)室做傳輸實(shí)驗(yàn)，即做系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試。這樣在給客戶送樣時(shí)，就能夠確保其第一次體驗(yàn)會(huì)比過(guò)去有提升。而且對(duì)于國(guó)內(nèi)客戶來(lái)說(shuō)，這在時(shí)間和技術(shù)能力方面也都比以前有很大提升。 另外，在推出新的樣品時(shí)跟客戶提前溝通，可以將他們的應(yīng)用需求提前做到芯片中去。這樣就能夠避免客戶在使用芯片時(shí)才發(fā)現(xiàn)不符合期望，而要重新開(kāi)發(fā)芯片而帶來(lái)的高昂成本以及時(shí)間代價(jià)�！� “對(duì)于集成度和其他核心參數(shù)，客戶希望達(dá)到什么樣的指標(biāo)，我們會(huì)拿回來(lái)做評(píng)估，盡能力滿足客戶的指標(biāo)要求。比如芯片出來(lái)的時(shí)候是5ms，客戶想要1ms，那我們會(huì)想你為什么之前不告訴我們，因?yàn)槲覀儠?huì)想5ms就夠用了，你是唯一一家跟我們說(shuō)要1ms的。那如果我們?cè)琰c(diǎn)溝通的話，可能我的芯片就改進(jìn)達(dá)到你的要求了。”莫博士解釋說(shuō)。 正在被研究的高端光通信模塊新技術(shù)有哪些？ “以MACOM為例，我們有一些新的產(chǎn)品正在規(guī)劃中，比如電芯片，現(xiàn)在已經(jīng)到了56GHz，能夠滿足了單波100G的要求。包括我們的接收機(jī)、激光器也在往這個(gè)方向走。現(xiàn)在單波100G這類技術(shù)，我們的芯片相對(duì)都成熟了，可以開(kāi)始上量。”據(jù)莫博士透露，MACOM目前有好多新的技術(shù)方案在研究中，如硅工藝，現(xiàn)在基本用的都是16nm。功耗可能稍微高一點(diǎn)，而MACOM有一些項(xiàng)目在用7nm了，另外，公司也在做一些更高功率的激光器。 PAM4方案因應(yīng)用領(lǐng)域和傳輸距離而不同 PAM4技術(shù)現(xiàn)已非常成熟，取決于應(yīng)用領(lǐng)域和傳輸距離，PAM4技術(shù)現(xiàn)有很多不同方案可以提供。傳輸距離取決于激光器、接收機(jī)以及CDR的能力。傳輸距離越遠(yuǎn)，信號(hào)損耗越大，所以需要做波形整形，需要強(qiáng)一點(diǎn)的接收機(jī)，比如APD，或者更遠(yuǎn)一點(diǎn)的，可能就需要用DSP去做糾錯(cuò)處理。 “硅光技術(shù)講了很長(zhǎng)時(shí)間了，上量還缺市場(chǎng)的需求�，F(xiàn)在硅光子的成本也沒(méi)有像大家第一天吹的那么便宜。硅究竟能不能夠便宜，要得上大量的時(shí)候才能看得出來(lái)。”莫博士認(rèn)為硅光技術(shù)的上量應(yīng)該差不多了，因?yàn)橛行⿵S家已在陸陸續(xù)續(xù)地推出產(chǎn)品。 要想設(shè)計(jì)高端的光模塊，工程師工作態(tài)度要擺正 要想設(shè)計(jì)高端的光模塊，工程師工作態(tài)度要擺正，為什么這么說(shuō)呢？“如果在光模塊領(lǐng)域中，想要制造一些高端的光模塊，而比別人家的光模塊有一定的差異化，其實(shí)工程師是有義務(wù)知道想采購(gòu)的幾家芯片之間有什么不同，應(yīng)該怎么去有針對(duì)性地做優(yōu)化。如果真的是芯片本身不好，那你要告訴我你做了哪些事情，最后證實(shí)它確實(shí)不好。而不是說(shuō)，我認(rèn)為你不好是因?yàn)�，我把這家拿走把你的換進(jìn)來(lái)，你的性能就沒(méi)比他好。然后自己為什么不好不知道，反正是你的任務(wù)。這種工作方式不是很好�！� 莫博士就此解釋說(shuō)：“最近在做客戶支持的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)覺(jué)得奇怪，為什么大家是這樣想？因?yàn)槲乙郧耙彩亲龉饽K的，我的上個(gè)東家就是做光模塊的。我們做光模塊的時(shí)候選擇芯片，即使是獲得第二個(gè)供應(yīng)商認(rèn)證的芯片，我們都會(huì)非常認(rèn)真地去分析，去做改進(jìn)，看要改進(jìn)哪些東西，才能和第二個(gè)供應(yīng)商合在一起，而不像我現(xiàn)在碰到的好多這樣的要求。” |
