敏芯半導體王任凡談5G基站建設的光芯片解決方案

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

  會上，武漢敏芯半導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》的主題報告，報告介紹了5G基站建設中的芯片應用方案及敏芯目前在5G光芯片解決方案上的技術進展。

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

  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，行業(yè)對此關注度較少。

  5G前傳的光芯片應用方案

  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，由于復用數(shù)據(jù)中心使用的CWDM波長，成本有優(yōu)勢，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，目前還沒有實際應用。

  5G中傳和回傳的光芯片應用方案

  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。

  在中國移動廣東公司2020年無源波分復用設備公開招標項目合計中，移動分別集采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，2019年以來，無源彩光模塊直采招標合計為185.38萬只。王總預測，5G前傳光模塊在2020年的增長態(tài)勢明顯。

  武漢敏芯半導體股份有限公司于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，敏芯半導體擁有3000平米的潔凈室。月產(chǎn)能達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。

  在5G前傳應用的光芯片產(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多量子阱結構，脊波導工藝，具有低閾值、高帶寬、寬溫工作的特點。芯片帶寬16GHz以上，支持工業(yè)級應用條件?？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25G DFB，應用于雙纖雙向中;支持10公里傳輸1270nm和1330nm的工業(yè)級25G DFB，應用于單纖雙向(BIDI)中。

  針對25G彩光方案，可提供的芯片包含：10公里傳輸6波1271-1371nm 25G DFB，支持擴展級(-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MWDM彩光模塊;10公里傳輸12波1269.23-1332.41nm 25G DFB，支持工業(yè)級LWDM彩光模塊。王總向參會嘉賓展示了敏芯25G DFB芯片各波長的全溫度眼圖測試，測試結果非常優(yōu)秀。據(jù)介紹，25G DFB系列產(chǎn)品已經(jīng)通過5000小時的可靠性試驗。

  2019年9月，中國移動研究院網(wǎng)絡與信息技術研究所副所長李晗博士在深圳訊石研討會上首次提出了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)級模塊溫度應用的MWDM 25G DFB激光器芯片系列，共12個波長通道，目前已經(jīng)在多個客戶端進行驗證測試。

  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共面電極結構，具有高響應度，低暗電流，低電容值，高帶寬和高靈敏度的特點。 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多量子阱結構和脊波導工藝，支持50Gb/s PAM4信號10公里傳輸。50G EML采用InGaAsP/InP材料和BH工藝結構;支持28Gbaud/s NRZ及50Gb/s PAM4的信號傳輸。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建設提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。