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硅光那些事兒:Kaiam的100Gbps硅光CWDM4

摘要:Kaiam的100G CWDM4有兩大特點:MEMS技術和PLC技術

  作者:Dr Alpha,文章來源:硅光那些事兒

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

  作為曾經(jīng)占據(jù)市場大份額輝煌業(yè)績的公司,它從巔峰邁入低谷走向破產(chǎn)竟只有短短一年時間,實在令人感慨萬千。 昔日榮耀不復存在,讓筆者萬分唏噓于Kaiam的技術平臺本可以在200G/400G/800G可插拔光模塊市場大放異彩,卻因為一個決策失誤止步于100G CWDM4。 Kaiam的100G CWDM4有兩大特點:MEMS技術和PLC技術

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

  不得不說:家里有Foundry,芯片、面積都不是事兒,夢想有多大舞臺就有多大,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,分離四個波長信號光,

  PD為面接收型的III-VI族PIN,并利用陶瓷基板實現(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,并在陶瓷基板上實現(xiàn)90°偏轉(zhuǎn)豎立。 其優(yōu)點在于:PLC芯片的四路信號光可以直接耦合進入PD,而不需要額外透鏡做耦合,

  工藝簡單,能夠節(jié)省成本。 其缺點在于:90°走線的陶瓷基板在當時,國內(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,不能很好地配合市場降成本。 在筆者看來,這個方案還是不及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)過隔離器后進入PLC芯片,公共端耦合一個FA實現(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。

  MEMS技術制作的MESM基板上,有兩顆COC基板,四顆透鏡,四顆隔離器。 透鏡貼在一個可以自由活動的臂上,通過調(diào)節(jié)這個臂,便可以實現(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,用錫來固定臂。

  這種耦合技術有多個好處: 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技術平臺一次性做出的基板,一致性/可靠性/成本都有優(yōu)勢;

  由于不需要直接夾持透鏡,因此透鏡也可以做的很小,目測這款透鏡的成本應該遠遠小于1美金。

  2、工藝簡單可靠

  整個耦合流程,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,抗水性強不怕腐蝕;

  3、拓展能力強

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

  甚至在8通道應用中,該耦合平臺也有很大拓展空間。 但是,這種耦合技術也有個問題:諧振! 貼有透鏡的臂在7~9KHz振動頻率激勵下,會發(fā)生諧振,導致光功率跳動,可能出現(xiàn)誤碼。 萬物皆有諧振頻率,這個問題其實也并不難解決: 1、明確客戶使用環(huán)境

  數(shù)據(jù)中心的震動不會太大,灰度測試中完全可以積累數(shù)據(jù)評估影響;

  2、遠離震源頻率點

  震動主要來源于風扇,可以通過更改工藝和設計,將臂的諧振頻率調(diào)遠離風扇等的震動頻率,避免諧振。

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關鍵字: Kaiam
文章標題:硅光那些事兒:Kaiam的100Gbps硅光CWDM4
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