白昀：400G中国芯的机遇与挑战

  ICCSZ讯(编译：Vicki)9月3日，讯石第十七届光纤通讯市场暨技术专题研讨会上，飞昂通讯科技南通有限公司的白昀博士讲述了400G，中国芯面临的机遇和挑战。白昀博士表示目前400G中国芯片面临的挑战主要是功耗、成本的问题。白昀博士呼吁行业关注细分领域，明确短板在哪，把行业资源投入到那些需要投入的地方，完善产业链。实现中国设计中国制造。

  白昀博士表示，光模块的速率从25G，100G到400G，这个趋势路线这几年比较清晰。从技术路线来看，目前的单波25G所产生的NRZ调制，不管是光眼还是电眼，性能还是很好的。下一代单波50G，用的PAM4调制，不管是DSP方案还是CDR方案，飞昂还是愿意去挑战的。用PAM4时，整个信号SNR会恶化，需要借助比较复杂的纠错方式。所以说400G还是面临许多挑战。

  单波100G，今年OFC上也有几家厂商做单波100G的demo。现在看起来实现单波100G还是比较早。虽然这是一个趋势，但从实践的角度，实现的难度还是比较大的。所以单波50G现在看来还是一个比较现实的方案。400G怎么能更有效的传输数据，怎么降低能量的消耗。这是整个行业面临的一个普遍问题。因为对于终端用户来说，能量消耗不降低，那么运营成本就会变高。

  从电芯片的角度，现在比较主流的方案有两个，一个是DSP,一个是 CDR。DSP方案更成熟一些。DSP的均衡、自适应、纠错能力都很强。DSP的缺点是结构比较复杂，功耗比较高。但是DSP的价格比较贵。CDR方案的结构比较简单，但是简单的代价就是均衡、自适应和纠错能力都比较弱。过去DSP方案主要是用在相干领域。在400G这个领域DSP方案更适合长距离或中长距离的应用。CDR可能在短距离或中短距离比较合适。现在这个结论并不是很清晰。可能需要更多的实验数据来支持这个结论。

  白昀博士表示，现在主流的DSP都是用16nm的方案。16nm现在还是比较贵。即使是用了16nm，整个DSP的功耗还是比较高。现在最低的功耗是在7瓦左右，但是不知道这个数据的真实性。为了满足功耗要求，在做从16nm到7nm。但是7nm的研发成本会再增一倍。对于整个光通信市场来说16nm到7nm功耗能省大概30%。但是整个研发费用能不能通过整个市场规模回收。光通信市场量小，量小芯片比较难摊薄。由于IC前期的研发费用比较大,所以IC是要靠量的摊薄成本。怎么摊薄成本是一个问题。如果成本降不下来，量就很难做大。

  从光芯片的角度，白昀博士比较了PIC和Si-Pho。PIC工艺比较成熟，性能比较可靠，但是PIC的缺点是产能低，而且价格贵。Si-Pho这几年发展的很快，从一开始的一个概念到现在已经有一定的市场占有率了，尤其是在CWDM4方面。Si-pho最大的优点与IC工艺兼容，即将光和电融合到一块芯片上，这个解决了一个最大的问题，解决了芯片和芯片之间的互连的问题。Si-Pho的缺点是工艺不成熟，性能受限。

  白昀博士表示虽然可以把激光器的要求降的比较低，但是激光器的耦合也是大家普遍面临的问题。芯片厂商，尤其是模块厂商怎么经济有效的做好激光器和Si-Pho之间的耦合，方式可能有不少。但是要综合考虑，不光是性能，还有将来如何做量产测试。高效率的量产测试也还在研究之中。不管有多难，要跟上两个融合的趋势，一个趋势就是光和电的融合，目前光和电融合还不具备工艺的条件，白昀博士表示最快明年飞昂就有条件做光和电的融合。但光和电的融合也有问题，一个是要考虑融合在什么平台上，现在目前来看SOI是一个比较现实的选择。第二个是光电的Co-Design。最后就是性能和成本，整体的集成方案能不能降成本?第二个趋势就是数字和模拟的融合。

  最后白昀博士谈到了400G国产化的机遇与挑战，首先是木桶原理，关注细分领域，明确短板在哪，把行业资源投入到那些需要投入的地方，完善产业链。第二个是合理定位，提供一个完整的解决方案。在单一产品上有突破也很难进入市场。第三个是要尊重市场，聆听客户。最后是质量为王，成败在于细节，注重人才培养。