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硅光那些事兒:Kaiam的100Gbps硅光CWDM4

訊石光通訊網(wǎng) 2021/8/3 14:51:40

  作者:Dr Alpha,文章來(lái)源:硅光那些事兒

  最近和朋友聊天說(shuō)到800G器件封裝解決方案的話題時(shí),大家不約而同想到了Kaiam。

  作為曾經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)大份額輝煌業(yè)績(jī)的公司,它從巔峰邁入低谷走向破產(chǎn)竟只有短短一年時(shí)間,實(shí)在令人感慨萬(wàn)千。 昔日榮耀不復(fù)存在,讓筆者萬(wàn)分唏噓于Kaiam的技術(shù)平臺(tái)本可以在200G/400G/800G可插拔光模塊市場(chǎng)大放異彩,卻因?yàn)橐粋€(gè)決策失誤止步于100G CWDM4。 Kaiam的100G CWDM4有兩大特點(diǎn):MEMS技術(shù)和PLC技術(shù)

  下圖中部那顆黑色的,橫跨整個(gè)模塊的芯片便是PLC芯片,Mux和Demux單片集成,

  不得不說(shuō):家里有Foundry,芯片、面積都不是事兒,夢(mèng)想有多大舞臺(tái)就有多大,至于成本,不再考慮的,輕松降穩(wěn)!

  ROSA方案

  Kaiam的100Gbps CWDM4光模塊ROSA端,采用硅基AWG芯片,分離四個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)光,

  PD為面接收型的III-VI族PIN,并利用陶瓷基板實(shí)現(xiàn)90°豎立收光。 電芯片是兩顆:TIA和CDR芯片,其中CDR是MACOM的M37046G。

  四顆分立的PD芯片,貼在一塊陶瓷基板上,并在陶瓷基板上實(shí)現(xiàn)90°偏轉(zhuǎn)豎立。 其優(yōu)點(diǎn)在于:PLC芯片的四路信號(hào)光可以直接耦合進(jìn)入PD,而不需要額外透鏡做耦合,

  工藝簡(jiǎn)單,能夠節(jié)省成本。 其缺點(diǎn)在于:90°走線的陶瓷基板在當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)廠商還做不了,只有日本的一些商家能做好,

  成本較高,迭代周期很長(zhǎng),不能很好地配合市場(chǎng)降成本。 在筆者看來(lái),這個(gè)方案還是不及45° Rx AWG芯片與PD直接耦合。 TOSA方案

  Kaiam的100Gbps CWDM4光模塊TOSA端,采用的是四顆DML芯片,每一路用單透鏡耦合,

  經(jīng)過(guò)隔離器后進(jìn)入PLC芯片,公共端耦合一個(gè)FA實(shí)現(xiàn)輸出。 每一顆COC(Chip On Carrier)基板上貼裝了兩顆DML芯片,總共有兩顆COC基板。 電芯片為MAXIM的MAX24025IMP,單片集成了Driver和CDR。

  TOSA端的耦合裝置采用了MEMS技術(shù)。

  MEMS技術(shù)制作的MESM基板上,有兩顆COC基板,四顆透鏡,四顆隔離器。 透鏡貼在一個(gè)可以自由活動(dòng)的臂上,通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)臂,便可以實(shí)現(xiàn)DML到PLC芯片的耦合,

  一旦耦合好,便用MEMS基板上的電阻加熱錫球,用錫來(lái)固定臂。

  這種耦合技術(shù)有多個(gè)好處: 1、物料少成本低

  相比傳統(tǒng)的多塊陶瓷基板組合方案,只使用了一塊MEMS基板,物料更少,管理更方便;

  MEMS技術(shù)平臺(tái)一次性做出的基板,一致性/可靠性/成本都有優(yōu)勢(shì);

  由于不需要直接夾持透鏡,因此透鏡也可以做的很小,目測(cè)這款透鏡的成本應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1美金。

  2、工藝簡(jiǎn)單可靠

  整個(gè)耦合流程,僅僅在透鏡粘接處用了膠水,且這一處的膠水厚度無(wú)需控制,可以盡可能做的薄,可靠性更高。

  而固定臂的材料是錫,穩(wěn)定性非常高,抗水性強(qiáng)不怕腐蝕;

  3、拓展能力強(qiáng)

  在更高速率的應(yīng)用中,只需要更換激光器芯片便可以了,工藝流程/產(chǎn)線設(shè)備/員工技能,均能夠平滑過(guò)渡;

  甚至在8通道應(yīng)用中,該耦合平臺(tái)也有很大拓展空間。 但是,這種耦合技術(shù)也有個(gè)問(wèn)題:諧振! 貼有透鏡的臂在7~9KHz振動(dòng)頻率激勵(lì)下,會(huì)發(fā)生諧振,導(dǎo)致光功率跳動(dòng),可能出現(xiàn)誤碼。 萬(wàn)物皆有諧振頻率,這個(gè)問(wèn)題其實(shí)也并不難解決: 1、明確客戶使用環(huán)境

  數(shù)據(jù)中心的震動(dòng)不會(huì)太大,灰度測(cè)試中完全可以積累數(shù)據(jù)評(píng)估影響;

  2、遠(yuǎn)離震源頻率點(diǎn)

  震動(dòng)主要來(lái)源于風(fēng)扇,可以通過(guò)更改工藝和設(shè)計(jì),將臂的諧振頻率調(diào)遠(yuǎn)離風(fēng)扇等的震動(dòng)頻率,避免諧振。

新聞來(lái)源:訊石光通訊網(wǎng)

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