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(来源:伏白的交易笔记)

一. 可拔插光模块结构

(1)光发射组件(TOSA):负责电信号转光信号,包括激光器(DFB、EML、VCSEL)、光学耦合元件(光隔离器、光调制器)等。

(2)光接收组件(ROSA):负责光信号电信号,包括光电探测器(PIN、APD)、跨阻放大器(TIA)等。

(3)控制单元:DSP(数字信号处理器)、MCU(微控制单元)、PCB电路板、PMIC(电源管理芯片等)。

(4)结构单元:光接口(连接光纤)、电接口(连接交换机/服务器)、外壳、解锁机构等。

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二. 电芯片分类

(1)DSP(数字信号处理器):负责高速信号的编解码、色散补偿、均衡、纠错等功能。

(2)CDR(时钟数据恢复芯片):重整波形,消除信号抖动、降低误码率。

(3)Driver(激光驱动芯片):放大电信号,驱动激光器发光。

(4)TIA(跨阻放大器):把PD/APD(光电探测器)的微弱电流转换为后续电路能识别的电压信号。

(5)LA(限幅放大器):将TIA输出的信号二次整形放大。

三. Driver/TIA概览

3.1 Driver(激光驱动芯片/LDD)

(1)介绍:发射端高速模拟芯片,直接驱动DFB/EML激光器发光。

(2)工作流程:接收DSP输出的电信号,放大并整形为激光器所需的调制电流,精确控制发光强度与波长。

(3)技术壁垒:电流驱动(高线性大电流,驱动难度极高)、信号完整性(高速信号抖动、眼图畸变控制)。

(4)用量:通常为1颗/通道,如1.6T=16通道、3.2T=32通道,用量随速率翻倍增长,与TIA1:1配对。

3.2 TIA(跨阻放大器)

(1)介绍:接收端高速模拟芯片,光信号转电信号的核心桥梁。

(2)工作流程:光电探测器接收光信号后,输出微弱电信号;TIA将电流信号线性转换为电压信号,输出至LA做后续处理。

(3)技术壁垒:噪声(高频低噪声设计)、工艺(SiGe、InP工艺)。

四. 发展趋势

(1)LPO(线性直驱):移除DSP,部分信号补偿和线性化放大任务转由Driver和TIA来分担,功能定位和价值量提升。

(2)NPO(近封装光学):光引擎贴在交换机PCB,靠近交换ASIC;Driver与调制器合封、TIA与PD/APD合封。

(3)CPO(共封装光学):光引擎+交换ASIC同封装体,Driver、TIA均集成至硅光芯片。

五. 市场竞争格局

海外巨头长期垄断高端市场:MACOM(美)、Marvell (美)、Semtech(美)、MaxLinear(美)。

优迅股份:主营光通信前端收发芯片,TIA、Driver全栈自研、配套国内头部光模块厂商。

光迅科技:光器件IDM国内龙头,覆盖光芯片、光器件、光模块、NPO/CPO光引擎;中低速TIA/Driver自研量产,高端外购。

卓胜微:全球射频芯片龙头,依托SiGe BiCMOS Fab产线,切入光通信电芯片赛道,TIA/Driver流片完成、客户送样验证中。

金字火腿:参股公司中晟微(持股9.1%)主营光模块电芯片研发设计, 涵盖TIA、 Driver等。