三菱电机引爆5G光器件“攻坚战”
- 2019/10/28 8:38:10 14239
- 来源：高工机器人网
2019年9月4日下午，以“创新器件助力通讯未来”为主题的三菱电机半导体媒体发布会在深圳星河丽斯卡尔顿酒店落下帷幕。在发布会现场，作为现代功率半导体器件开拓者的三菱电机用5款光器件新品进一步诠释了三菱紧跟时代潮流，不断创新的精神。
无论是新一代低成本2.5G DFB TOCAN ，还是工业级25G DFB TOCAN ，25G LAN-WDM EML TOCAN，亦或是50G PAM4 EML-TOSA和200G PAM4 集成 EML TOSA，都无不体现着三菱电机以高品质、低功耗产品助力社会变革的决心。
三菱电机光器件市场部总经理盛田淳先生、三菱电机高频光器件制作所总经理宫崎泰典先生、大中国区三菱电机半导体技术副总经理庵原晋先生、大中国区三菱电机半导体高频光器件应用技术课经理王炜先生、大中国区三菱电机半导体公关宣传专员葛翌小姐莅临此次发布会。
面向手机移动基站、数据中心以及光纤到户市场，目前，三菱电机产品阵列覆盖了从接入网络到大容量波分复用通信系统所需的器件。而且，三菱电机具备了世界的生产能力、合理的价格和灵活的供应能力，不断助力中国的宽带普及。
中国市场战略
在中国全国范围内，5G移动网络的建设正在如火如荼进行着。在5G网络中，实现长距离大容量通信所要求的高物理性能光器件是不可或缺的。
光通信网络通常分为三个层次。长程骨干网络，从那里分支出来的城域系统，接下来分支出来的接入网络。接入网络进一步分为FTTH、移动基站、数据中心等领域。其中，“5G移动基站的基站网络”是未来增长空间大的网络，在这一领域，三菱电机涉及的产品是激光二极管和光电二极管。
5G时代的来临，给小基站带来了巨大机遇，其中，中国数千万量级的市场更是使其成为光器件大的市场。今年6月，中国政府向各个运营商发放了商用许可证，已经在几十座城市铺设5G网络。中国的各个运营商也公布了今年的投资额、5G基站建设计划，5G商用提速进一步促进了这一市场的发展。而三菱电机一直以来就非常重视中国市场。
可以说，三菱电机光纤事业的发展与中国光通讯市场的发展是密切相关的。回顾三菱电机的发展历程，盛田淳先生表示，三菱电机半导体在中国的销售公司已经成立超过20年，在此前的10年间服务客户已经超过了50家，为中国光通信市场的发展做出了长久的贡献。
据悉，从2013年到2018年，4G基站网络使用的三菱电机的产品累计出货量已经超过了1000万个。“作为主要器件供应商，我们现在可以骄傲的说对中国4G的发展起着重要作用，也得到很多客户的好评。通过4G建设中累计的经验和可靠性，三菱电机将继续为扩大5G市场做出努力。”盛田淳说。
在这背后，支撑着三菱电机的底气来自于三个方面。
此外，三菱电机作为综合电机制造商，拥有集团的内部研究所，正在合作推进开发产品，通过应用其他商业领域中培养的技术和验证方法，使产品批量生产成为可能，从而降低客户成本。
第二，拥有世界上大规模的生产能力。随着市场的要求，三菱电机不断增强、扩大生产能力。不仅仅是单纯增加市场能力，三菱电机将重点放在从开发阶段就考虑这一产品是否能够在低成本下实现批量生产，并保证高性能，以经济实惠发挥规模优势。
第三，企业的稳定性、可持续性。三菱电机作为综合电机的制造商有90年以上的历史，2020年，三菱电机将迎来100周年，凭借着切实稳定的运营，能够和客户建立长期的双赢关系。
5G移动网络分为三个阶段：分别是前传、中传和回传。前传的数量多,大多数传输距离较短，三菱电机提供了25Gb/s的直接调制DFB激光器。激光器波长可以支持标准单波长的1310nm和BIDI用的1270nm/1330nm。
前传在20km左右的波分复用环型网络形态的用途中，三菱电机提供了可以进行长距离传输的EML TOCAN产品。
在波分复用通信中，三菱电机可以提供10Gb/s 窄波长间隔的DWDM产品群以及25Gb/s 特定波长的LAN-WDM产品群。
在具有大信息传输容量的中传中,三菱电机提供可支持50Gb/s的EML-TOSA和EML-CAN。对于接近核心网络,信息传输容量更大的回传，三菱电机提供了100Gb/s的发射EML-TOSA和接收APD-ROSA，以及用于200Gb/s和400Gb/s的EML-TOSA。
在移动前传中，光器件产品用于移动基站天线和DU(Distribution Unit)之间的P2P(point-to-point)通信. 三菱电机为300m到2km的应用配备了具有良好高温特性的10G-DFB-LD芯片的产品，为10km以上的应用配备了高性能的25Gb/s专用DFB芯片产品。而且全部达到移动前传所要求的工温环境工作要求。两种产品共同的特点是：使用易于组装的4针封装，具有优异的长期可靠性和稳定性。
作为三菱电机成熟的产品，10G-DFB产量累计超过1500万个。性能和成本的平衡是的，同时，使用25Gb/s芯片的产品也具有优异的性能、波长有1310nm和1270nm/1330nm的BIDI。
此外，在移动前传25km左右的波分复用环型网络中，三菱电机能够支持10Gb/s和25Gb/s的EML-CAN。
EML-TO-CAN的产品中，10Giga和25Giga的共同特征，是内置CAN封装的固定波长器件的解决方案，具有成本效益。另外，由于使用了EA调制器，传输距离更长，可以进一步提高通信系统的性能。
在移动中传中，业内人士经常提到SPN网络，所谓SPN就是分片分组网络，数据从前传传输上来，所以需要更高的传输比特率，因此传输率必须从25G提高到50G。
为此，三菱准备了两种50G EML产品。这些器件是使用称为PAM4的四电平脉幅调制，提供了足够的性能，因此可以传输50Gb/s。能够传输40公里，波长选择也一致。
在移动回传使用的光器件中，为了对应移动回传所要求的从100G到400G的传送速度，以及光收发模块的各种外形封装要求，三菱可以提供超高速的光发送模块和光接收模块。
这些器件既可以对应ON/OFF的2电平调制，也可以对应PAM4的4电平调制。对于CFP，使用4个TOSA可以对应100G以及200G。
对于CFP2以及QSFP28，三菱电机有将4个波长的芯片集成到1个封装中的TOSA以及ROSA，对应100G以及200G；对于CFP8，使用2个TOSA可以实现400G传输。
三菱电机的100G BOX封装 TOSA分别驱动LAN-WDM 4波长的4个EML芯片，通过光合波器进行合波输出；对应Ethernet，OTU4双方的速度，使用PAM4驱动也能达到200G，传输距离可覆盖40公里。
三菱的100G BOX封装 ROSA内置了4个25G下工作的APD，能够以较少的功耗得到的接收灵敏度。传输距离可以在同时使用纠错技术下达到传输40km。
另外，可以在8个波长下传输400Gb/s的BOX-TOSA，使用2个BOX合起来覆盖LAN-WDM的8个波长，通过各自的波长与PAM4的4电平调制对应，每个波长可传输50Gb/s，整体可以传输400Gb/s。400G的传输距离多可达到10公里。
总之，三菱电机能够向客户提供各种速率的器件，并以易于使用的形式提供多种多样的器件，在开发和量产中保证品质和可靠性。在传输速率上，覆盖了10G，25G，100G，400G等所有的传输速率。在使用便利性上，在保持业界标准的4管脚TO-CAN产品的同时，相同器件也能对应PAM4调制，功耗低，易装配进光收发器等。在产品系列上，支持各种波长、有直接调制激光器以及外部调制EML激光器、BOX以及CAN的封装类型等多种选择。
“确保这些设备的品质、可靠性并提供给市场是三菱的一贯理念，并且今后我们也要守护这个理念。”宫崎泰典强调。
目前，通讯方式正处于更新换代的过度期。比如移动基站从4G到5G，光纤到户从G-PON到10G-PON，数据中心从传输的100G到400G进行升级，如何及时应对升级需求以及市场的要求是三菱电机进一步提高市场占有率的关键。
凭借持续稳定地提供高可靠性的产品，三菱电机至今为止已经满足了从4G开始市场上G-PON DLB、10G DPLB或者10G-PON 10DLB的旺盛需求。面对今后以25G DLB为代表的市场要求，三菱电机也有信心能够及时满足。
以“研发一代，生产一代，布局一代”为节奏的三菱电机总是能够前瞻性地把握市场趋势，提前展望到下一代技术的应用，在开发产品的时候，三菱电机就兼顾到高性能以及高可靠性，例如用于前传25G的元器件，它也具有足够的容量可以扩展到50G的使用。
具体而言，三菱电机能够兼顾从芯片的高性能、高可靠性的材料加工技术、设计技术和生产技术，所以三菱电机的新产品始终能够跟上时代发展的步伐，走在时代前沿，同时适应市场要求。
有业内人士提出，5G时代对光纤网络设施的挑战主要表现在两方面，其中之一就是5G为了经济可行，要求光纤网，特别是前传，从网络架构到技术实现都有重要创新，才能控制光纤基础设施的成本。而降低前传成本除了从架构重构入手之外，还有一个方面则是要解决光器件成本的问题，通过技术创新、产品分级、量产规模、改变采购模式等方式突破瓶颈。
三菱电机降低光器件成本的方式主要在于封装形式上，新产品和传统产品使用相同的封装形式，而通过增强产品芯片的性能，能够以更高的比特率进行速率传输，在不改变封装形式的情况下，提供更高性能的光收放模块。“所以三菱电机的收发器件产品都能够实现高通信系统品质以及低功耗的标准形式封装，保证客户的高使用性以及生产便利性。”
宫崎泰典指出，目前我们遇到大的挑战是：一是要求光器件必须传送更多或者更大容量的信息；二是传输单元会设置在户外，也就是说要求比较宽的温度工作环境；三是客户每年都要求低价格。
同时实现这三个要求对于三菱电机来说是非常大的挑战，但三菱电机通过芯片的技术创新以及保持跟低速率相同的封装形式使客户的生产不至于受到更大的影响。“我们不断强调可用性或者适用性，同时要求高品质、低功耗以及标准封装，这都是我们努力在实现的。“
在宫崎泰典看来，随着市场的需求扩大，光器件数量的不断增长，成本自然会降低，三菱电机将会根据市场和客户的要求，来考虑进行产品的更改或者从设计到材料上寻求降低成本的方式。
5G时代，对光器件的技术创新提出了更高的要求，三菱电机为了不落后于新的潮流，正在强化市场开拓以及市场调研。具体来说，三菱电机将会继续保持和客户之间的交流，另外在周边的产品上，积极接触中国移动、中国电信、中国联通等运营商或者系统商。此外，在产业链合作上，三菱电机也在积极推进与上下游企业的紧密合作。
据宫崎泰典透露，为了进一步满足市场需求，三菱电机已经立项，正在进行单波100G的开发，计划2020年提供样品。
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