敏芯半導(dǎo)體王任凡談5G基站建設(shè)的光芯片解決方案

  ICCSZ訊 (編輯：Jane)1月4日，2020年訊石“創(chuàng)芯時(shí)代”邳州論壇暨年度總結(jié)大會(huì)成功舉辦，會(huì)議匯聚光通信產(chǎn)業(yè)鏈300余人，超過150家企業(yè)參會(huì)。來自半導(dǎo)體材料、光通信芯片、光通信器件模塊、光纖光纜、科研院所和投資機(jī)構(gòu)的企業(yè)代表和技術(shù)專家發(fā)表了行業(yè)演講報(bào)告，圍繞通信芯片進(jìn)行了深入的探討。

  會(huì)上，武漢敏芯半導(dǎo)體股份有限公司總經(jīng)理王任凡發(fā)表了《5G基站的光芯片解決方案》的主題報(bào)告，報(bào)告介紹了5G基站建設(shè)中的芯片應(yīng)用方案及敏芯目前在5G光芯片解決方案上的技術(shù)進(jìn)展。

  王總在演講中介紹到。在5G前傳、中傳和回傳的建設(shè)中，5G前傳的光模塊需求量最多。目前5G前傳的幾個(gè)光模塊方案有：

  1. 光纖直連-灰光方案;

  2. 無源WDM—彩光方案;

  3. 有源WDM-可調(diào)諧波長方案;

  4. 中國移動(dòng)推出的半有源WDM-MWDM/LAN WDM 12波方案;

  目前看來，由于產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟，可調(diào)諧波長的方式在成本上不具備優(yōu)勢(shì)，行業(yè)對(duì)此關(guān)注度較少。

  5G前傳的光芯片應(yīng)用方案

  1. 光纖直連按距離可分為300米和10公里的灰光方案，其中300米光芯片可以采用16G DFB超頻和25G PIN，而10公里光芯片通常采用25G DFB和25G PIN;光纖直連也可以按25G DFB波長分為1310nm的雙纖雙向，以及1270/1330nm的單纖雙向(BIDI)的方案，也是業(yè)界現(xiàn)行的方案。

  2. 10公里傳輸?shù)牟使饽K，按波長分為CWDM, MWDM和LWDM。 其中CWDM采用波長為1271-1371nm 的25G DFB+25G PIN方案，由于復(fù)用數(shù)據(jù)中心使用的CWDM波長，成本有優(yōu)勢(shì)，是業(yè)界主流方案之一。

  3. MWDM 12波的方案中采用了25G DFB+25G PIN/APD，DFB的波長為1267.5-1374.5nm。

  4. LWDM 12波方案采用的是波長為1269.23-1332.41nm的25G DFB/EML+25G PIN/APD。

  5. 可調(diào)諧的方案：由于DBR激光器的成本，目前還沒有實(shí)際應(yīng)用。

  5G中傳和回傳的光芯片應(yīng)用方案

  1. 10公里傳輸方案包括50G PAM4，光芯片采用25G DFB+25G PIN，1310nm波長;50G PAM4 BIDI，1270/1330nm波長，光芯片采用25G DFB+25G PIN。

  2. 40公里傳輸方案中，則需要采用50G PAM4 EML +50G PAM4 APD。

  在中國移動(dòng)廣東公司2020年無源波分復(fù)用設(shè)備公開招標(biāo)項(xiàng)目合計(jì)中，移動(dòng)分別集采25G 彩光光模塊23萬支，10G彩光模塊28萬支。其中，集采的10G彩光模塊分為6波波長和12波波長，波長覆蓋1270nm~1370nm和1470nm~1570nm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年以來，無源彩光模塊直采招標(biāo)合計(jì)為185.38萬只。王總預(yù)測(cè)，5G前傳光模塊在2020年的增長態(tài)勢(shì)明顯。

  武漢敏芯半導(dǎo)體股份有限公司于2017年成立于武漢中國光谷，公司致力于成為國內(nèi)光通信行業(yè)全系列光芯片制造商。目前，敏芯半導(dǎo)體擁有3000平米的潔凈室。月產(chǎn)能達(dá)5KK。敏芯具有全系列的光芯片解決方案，支持PON接入網(wǎng)，無線接入，數(shù)據(jù)中心等市場(chǎng)。

  在5G前傳應(yīng)用的光芯片產(chǎn)品里，敏芯已經(jīng)完成了10G/16G DFB系列芯片的轉(zhuǎn)產(chǎn)。16G DFB芯片波長1310nm ，屬于單模邊發(fā)射DFB激光器。采用AIGaInAs多量子阱結(jié)構(gòu)，脊波導(dǎo)工藝，具有低閾值、高帶寬、寬溫工作的特點(diǎn)。芯片帶寬16GHz以上，支持工業(yè)級(jí)應(yīng)用條件?？捎糜?5Gb/s傳輸速率。10G DFB芯片可以提供全套波長，覆蓋1271nm-1611nm。

  敏芯25G DFB分別有25G 灰光、25G CWDM、25G MWDM、25G LWDM的方案。

  針對(duì)25G灰光方案，可提供的芯片包含：支持10公里傳輸1310nm的工業(yè)級(jí)25G DFB，應(yīng)用于雙纖雙向中;支持10公里傳輸1270nm和1330nm的工業(yè)級(jí)25G DFB，應(yīng)用于單纖雙向(BIDI)中。

  針對(duì)25G彩光方案，可提供的芯片包含：10公里傳輸6波1271-1371nm 25G DFB，支持?jǐn)U展級(jí)(-20℃～85℃)CWDM6彩光模塊;10公里傳輸12波1267.5-1374.5nm 25G DFB，支持工業(yè)級(jí)MWDM彩光模塊;10公里傳輸12波1269.23-1332.41nm 25G DFB，支持工業(yè)級(jí)LWDM彩光模塊。王總向參會(huì)嘉賓展示了敏芯25G DFB芯片各波長的全溫度眼圖測(cè)試，測(cè)試結(jié)果非常優(yōu)秀。據(jù)介紹，25G DFB系列產(chǎn)品已經(jīng)通過5000小時(shí)的可靠性試驗(yàn)。

  2019年9月，中國移動(dòng)研究院網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研究所副所長李晗博士在深圳訊石研討會(huì)上首次提出了MWDM方案。由于敏芯在此之前有所布局， 2019年12月敏芯就迅速推出了支持工業(yè)級(jí)模塊溫度應(yīng)用的MWDM 25G DFB激光器芯片系列，共12個(gè)波長通道，目前已經(jīng)在多個(gè)客戶端進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。

  敏芯所布局的高速PD產(chǎn)品包括25G PIN和25G APD。其中25G PIN采用InGaAs/InP材料，GSG共面電極結(jié)構(gòu)，具有高響應(yīng)度，低暗電流，低電容值，高帶寬和高靈敏度的特點(diǎn)。 產(chǎn)品支持非氣密性封裝，光敏面為20um。此產(chǎn)品已通過大客戶認(rèn)證并大批量出貨。

  5G中回傳的光芯片產(chǎn)品方面，敏芯正在加緊研發(fā)。公司的50G DFB采用AlGaInAs多量子阱結(jié)構(gòu)和脊波導(dǎo)工藝，支持50Gb/s PAM4信號(hào)10公里傳輸。50G EML采用InGaAsP/InP材料和BH工藝結(jié)構(gòu);支持28Gbaud/s NRZ及50Gb/s PAM4的信號(hào)傳輸。50G PIN PD正在研發(fā)中，約在2020年第一季度推出樣品。

  敏芯—5G前傳光芯片全系列產(chǎn)品

  作為一家國產(chǎn)的光通信芯片企業(yè)，敏芯半導(dǎo)體秉承著“做好每一顆光芯片，讓世界愛上中國芯”的使命，為5G建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。