白昀：400G中國(guó)芯的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

  ICCSZ訊(編譯：Vicki)9月3日，訊石第十七屆光纖通訊市場(chǎng)暨技術(shù)專題研討會(huì)上，飛昂通訊科技南通有限公司的白昀博士講述了400G，中國(guó)芯面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。白昀博士表示目前400G中國(guó)芯片面臨的挑戰(zhàn)主要是功耗、成本的問(wèn)題。白昀博士呼吁行業(yè)關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域，明確短板在哪，把行業(yè)資源投入到那些需要投入的地方，完善產(chǎn)業(yè)鏈。實(shí)現(xiàn)中國(guó)設(shè)計(jì)中國(guó)制造。

  白昀博士表示，光模塊的速率從25G，100G到400G，這個(gè)趨勢(shì)路線這幾年比較清晰。從技術(shù)路線來(lái)看，目前的單波25G所產(chǎn)生的NRZ調(diào)制，不管是光眼還是電眼，性能還是很好的。下一代單波50G，用的PAM4調(diào)制，不管是DSP方案還是CDR方案，飛昂還是愿意去挑戰(zhàn)的。用PAM4時(shí)，整個(gè)信號(hào)SNR會(huì)惡化，需要借助比較復(fù)雜的糾錯(cuò)方式。所以說(shuō)400G還是面臨許多挑戰(zhàn)。

  單波100G，今年OFC上也有幾家廠商做單波100G的demo?，F(xiàn)在看起來(lái)實(shí)現(xiàn)單波100G還是比較早。雖然這是一個(gè)趨勢(shì)，但從實(shí)踐的角度，實(shí)現(xiàn)的難度還是比較大的。所以單波50G現(xiàn)在看來(lái)還是一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的方案。400G怎么能更有效的傳輸數(shù)據(jù)，怎么降低能量的消耗。這是整個(gè)行業(yè)面臨的一個(gè)普遍問(wèn)題。因?yàn)閷?duì)于終端用戶來(lái)說(shuō)，能量消耗不降低，那么運(yùn)營(yíng)成本就會(huì)變高。

  從電芯片的角度，現(xiàn)在比較主流的方案有兩個(gè)，一個(gè)是DSP,一個(gè)是 CDR。DSP方案更成熟一些。DSP的均衡、自適應(yīng)、糾錯(cuò)能力都很強(qiáng)。DSP的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，功耗比較高。但是DSP的價(jià)格比較貴。CDR方案的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是簡(jiǎn)單的代價(jià)就是均衡、自適應(yīng)和糾錯(cuò)能力都比較弱。過(guò)去DSP方案主要是用在相干領(lǐng)域。在400G這個(gè)領(lǐng)域DSP方案更適合長(zhǎng)距離或中長(zhǎng)距離的應(yīng)用。CDR可能在短距離或中短距離比較合適?，F(xiàn)在這個(gè)結(jié)論并不是很清晰?？赡苄枰嗟膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)支持這個(gè)結(jié)論。

  白昀博士表示，現(xiàn)在主流的DSP都是用16nm的方案。16nm現(xiàn)在還是比較貴。即使是用了16nm，整個(gè)DSP的功耗還是比較高?，F(xiàn)在最低的功耗是在7瓦左右，但是不知道這個(gè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。為了滿足功耗要求，在做從16nm到7nm。但是7nm的研發(fā)成本會(huì)再增一倍。對(duì)于整個(gè)光通信市場(chǎng)來(lái)說(shuō)16nm到7nm功耗能省大概30%。但是整個(gè)研發(fā)費(fèi)用能不能通過(guò)整個(gè)市場(chǎng)規(guī)?；厥?。光通信市場(chǎng)量小，量小芯片比較難攤薄。由于IC前期的研發(fā)費(fèi)用比較大,所以IC是要靠量的攤薄成本。怎么攤薄成本是一個(gè)問(wèn)題。如果成本降不下來(lái)，量就很難做大。

  從光芯片的角度，白昀博士比較了PIC和Si-Pho。PIC工藝比較成熟，性能比較可靠，但是PIC的缺點(diǎn)是產(chǎn)能低，而且價(jià)格貴。Si-Pho這幾年發(fā)展的很快，從一開(kāi)始的一個(gè)概念到現(xiàn)在已經(jīng)有一定的市場(chǎng)占有率了，尤其是在CWDM4方面。Si-pho最大的優(yōu)點(diǎn)與IC工藝兼容，即將光和電融合到一塊芯片上，這個(gè)解決了一個(gè)最大的問(wèn)題，解決了芯片和芯片之間的互連的問(wèn)題。Si-Pho的缺點(diǎn)是工藝不成熟，性能受限。

  白昀博士表示雖然可以把激光器的要求降的比較低，但是激光器的耦合也是大家普遍面臨的問(wèn)題。芯片廠商，尤其是模塊廠商怎么經(jīng)濟(jì)有效的做好激光器和Si-Pho之間的耦合，方式可能有不少。但是要綜合考慮，不光是性能，還有將來(lái)如何做量產(chǎn)測(cè)試。高效率的量產(chǎn)測(cè)試也還在研究之中。不管有多難，要跟上兩個(gè)融合的趨勢(shì)，一個(gè)趨勢(shì)就是光和電的融合，目前光和電融合還不具備工藝的條件，白昀博士表示最快明年飛昂就有條件做光和電的融合。但光和電的融合也有問(wèn)題，一個(gè)是要考慮融合在什么平臺(tái)上，現(xiàn)在目前來(lái)看SOI是一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的選擇。第二個(gè)是光電的Co-Design。最后就是性能和成本，整體的集成方案能不能降成本?第二個(gè)趨勢(shì)就是數(shù)字和模擬的融合。

  最后白昀博士談到了400G國(guó)產(chǎn)化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，首先是木桶原理，關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域，明確短板在哪，把行業(yè)資源投入到那些需要投入的地方，完善產(chǎn)業(yè)鏈。第二個(gè)是合理定位，提供一個(gè)完整的解決方案。在單一產(chǎn)品上有突破也很難進(jìn)入市場(chǎng)。第三個(gè)是要尊重市場(chǎng)，聆聽(tīng)客戶。最后是質(zhì)量為王，成敗在于細(xì)節(jié)，注重人才培養(yǎng)。