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打造新一代高集成光模塊控制基石,助力本土企業迎接數據洪流時代光通信紅利

2025China.cn   2021年10月25日

  人類百年近代史在近二十年實現了前所未有的快速科技演進,智慧物聯、云、區塊鏈、大數據、無人駕駛……層出不窮的創新科技正在顛覆人類傳統的生活模式,而所有這些背后都是基于高速的數據連接基礎設施,現代城市正在快速進入到萬兆聯接的時代——萬兆的企業接入,萬兆的家庭寬帶接入,萬兆的個人無線接入體驗。業界預測到2030年,全球萬兆企業WiFi的滲透率將達到40%;全球光纖寬帶用戶將達到16億,萬兆家庭寬帶滲透率將達到23%;全球聯接總數達2000億,全球產生的數據將達到1YB,是2020年的23倍。

  而這背后,光通信技術發揮了關鍵作用。根據知名市場調研機構LightCounting發布的全球光模塊市場最新報告,2020年光模塊市場為80億美元,到2026年有望增加到145億美元、全球光模塊市場復合增速達10.4%。“無論是電信側還是數據中心側,我們都看到光模塊的需求在快速增長。” ADI光通信產品線市場和應用經理夏天在前不久的中國光博會上指出。作為高性能半導體方案提供商,ADI在光模塊應用領域提供了豐富的控制單元、光通路電路、電源等廣泛的產品方案,而在光博會上首次亮相的新一代光模塊控制解決方案ADuCM43x就旨在打造極為靈活的平臺方案 + 優異的系統成本競爭力,有望成為400G/800G光模塊市場的“新寵”。

ADI光通信產品線市場和應用經理夏天

最新一專多能控制平臺面市,第四代光模塊控制器引領高速發展趨勢

  在光博會現場,ADI重點展示其豐富的光模塊相關產品解決方案,包括從第一代到第四代控制器主要系列產品、光模塊電源解決方案、熱電制冷器穩壓器模組,等等。控制單元通過單片機實現光模塊內部各部件的配置、調整和實時監控。模塊上電時,單片機對各芯片進行微碼加載和初始化配置,模塊正常工作后,單片機對各部件的工作狀態進行實時監控和調整。

  而首次面市的第四代光模塊控制器系列產品ADuCM43x及基于ADuCM430的CMIS4.0解決方案則無疑是全場的“流量擔當”。“ADuCM43x系列是ADI本土團隊開發的新一代光模塊控制解決方案,主要體現了通用數字資源 + 差異化內存+ 差異化模擬外設 + Pin2Pin兼容性,提供了極為靈活的平臺方案 + 優異的系統成本競爭力。” 夏天指出,“ADuCM43x主要面向200/400/800G DML/EML/硅光模塊應用,針對高速光模塊對小尺寸、低功耗、易用性等進行了優化,主要體現了四大優勢。”

  在夏天口中的ADuCM43x四大產品優勢包括——

  高集成度滿足高速光模塊高通道密度要求。為滿足高速光模塊高通道密度要求,該高集成度方案集成了多通道12位SAR ADC、多路電壓DAC、多路電流輸出DAC以及熱電制冷器(TEC)控制器,ADuCM43x把原來需要3~4個芯片才能實現的功能合一,并采用5mm*5mm 121引腳的BGA封裝,非常適用于未來光模塊的小尺寸。

  高性能模擬技術再次凸顯ADI的“看家本領”。芯片集成的ADC/DAC線性度、噪聲指標都很高,而MCU和TEC控制器都做到了最大程度的效率優化,方案功耗優勢明顯。同時,芯片在輸入、輸出的壓差上做了很多優化,輸入和輸出壓差減小,使芯片的功耗進一步降低,性能更符合當前業界的需求。

  易用性加速產品應用落地。ADuCM43x主要針對的是200/400/800G的DML/EML和硅光模塊的應用,且針對不同應用場景進行了不同的定制化設計,既能支持小尺寸,還能實現Flash大小、模擬資源的通道數等需求的靈活配置,甚至不同的封裝大小都可以提供選擇。此外,針對400G模塊,ADuCM43x支持今年CMIS4.0協議,同時推出配套的軟件,這些軟件能夠幫助客戶更快地開發他們的軟件來適配CMIS4.0協議。

  ADI中國本土團隊研發,更好滿足國內用戶并保證供應鏈安全。ADuCM43x作為全新一代ADI本土化光模塊控制產品,其推出將能夠更好地滿足國內光模塊市場及客戶的設計需求。

  “ADI非常有遠見,很早就十分看好中國光通信市場,從2005年就開始布局光通信產品線,距今已有近20年的歷史,ADuCM43x之前已經有三代產品差不多20個型號完全由中國本土研發團隊完成全部的設計并成功投入市場,獲得極大的成功,每年出貨量超200萬片。”對于最后的一個關鍵點,夏天特別補充強調道。

ADI光通信產品布局及演進

ADI光模塊控制器四代迭代路線圖,見證中國光通信快速崛起

  在光博會現場,ADI展出了包括第一代控制器ADuC702X/712X、第二代ADuCM31x/ADuCM32x、第三代ADuCM420/410以及第四代控制器產品ADuCM43x在內的四代全系列光模塊控制器產品,其中最早推出的ADuC702X/712X目前依然廣泛應用在GPON/10G/25G/100G等應用場景下的光模塊中。加強對中國本土客戶的系統支持一直是ADI中國的戰略目標之一。

ADI 六大維度打造光模塊產品方案的核心競爭力。

  “從芯片級的支持到新技術和產品領域的支持,我們與中國通訊設備供應商客戶有很多非常緊密、卓有成效的合作,包括與他們一起完成產品定義、產品應用開發等大量工作。我們在持續跟中國客戶建立很深的合作伙伴關系基礎上,開發出了一系列非常成功的產品。”夏天表示,“我們非常看好中國在光通信領域的潛力,ADI研發中心的四代產品見證并大力支持了中國光通信產業的快速發展。”

  事實上,過去的十多年也正是中國光模塊企業快速發展的黃金時期。據LightCounting的報告數據顯示,2020年全球光模塊廠商前十行列中有6家國內廠商上榜,主導了全球光模塊市場,而對比2010年時只有一家中國企業進入前十。今天,中國光通信模塊產品占據全球市場領先的份額,而其中ADI光模塊控制器幾乎是這些企業的通用方案。“在中國這個最活躍的市場上,我們要跟客戶建立起非常緊密的紐帶關系,特別是一種技術對技術、工程師對工程師的紐帶關系,來幫助我們的客戶解決最棘手的挑戰,同時也幫助我們自己產品做得更好。”夏天補充道,“受益于數據中心建設、5G網絡深入布局,國內光模塊企業全球市場份額提升,光模塊下游運營商需求擴大,我們看好中國光模塊企業未來進一步增長的機會。”

積極打造本土化方案,以全面產品組合賦能數據洪流時代

  作為ADI在中國市場實施本土化戰略的重要舉措,ADI成立了中國產品事業部,并在去年底將亞德諾半導體技術(上海)有限公司升級為亞德諾投資有限公司。作為ADI在中國的總部型運營機構,基于此ADI在本土化的進程中實現了更完整的布局。

  “ADI中國總部的設立正是基于本土化的考量和布局,新一代光模塊控制系列產品ADuCM43x的推出便是本土化的一個杰作,無論是從產品的前端到IP設計,還是后端的封測和生產制造,都完全實現了本土化。”夏天指出,“ADI愿意跟國內所有的光模塊企業、光器件企業一起配合,甚至在裸片層面的整合封裝都持開放態度。借助這些舉措更好服務本地,這也是ADI對光通信市場,尤其是中國光通信市場的投入和決心。”

ADI 完成對Maxim的并購后進一步豐富了光模塊應用產品組合

  小小的光模塊其實也是一個復雜的光電系統,除了光學器件、核心控制單元以外,放大器、驅動器、熱電制冷器、電源器件等必不可少。“ADI擁有豐富的光模塊核心器件和周邊器件,這些產品為光模塊制造提供了豐富且靈活的方案組合。例如我們的第三代控制器ADuCM410擁有16個ADC通道,但如果客戶還需要更多的模擬通道,ADI還有很多通用ADC/DAC可以匹配起來形成更完整的方案,例如AD5770R;另外,諸如ADN8833作為業界知名的TEC 控制器,持續在這個市場上有非常廣泛的應用以及非常好的口碑。”說起各種產品方案,夏天如數家珍。

  值得一提的是,伴隨ADI完成對Maxim的收購,進一步使ADI在光通信半導體領域實現了強強融合。“Maxim在電源、激光驅動器、TIA、CDR等光模塊關鍵組件領域也有豐富的產品和深厚的技術積累,像DS4830、DS4835系列控制器在全球光模塊市場都有非常多的應用。目前雙方的產品線正在進行整合,相信今后一定會給大家提供更有競爭力的解決方案。”夏天表示。隨著光模塊向400G和800G高速通信方向發展,小封裝、高速高通道密度無疑對集成解決方案提出更高的要求,如ADuCM430將TEC控制器、PMIC等片上化實現高度集成化的解決方案,未來ADI在光模塊領域將持續提供更具集成度和性能優勢的豐富產品組合。

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