數(shù)據(jù)中心光模塊正面臨三個(gè)方面的挑戰(zhàn)

深圳市市長(zhǎng)陳如桂在“點(diǎn)亮深圳，5G智慧之城”發(fā)布會(huì)上宣布，深圳市提前超額完成“建設(shè)4.5萬(wàn)個(gè)5G基站”的目標(biāo)，已實(shí)現(xiàn)5G獨(dú)立組網(wǎng)全覆蓋。深圳市在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面走在了世界的最前列，但5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的目的不是全覆蓋，因?yàn)檫@在4G、3G、2G時(shí)代都已解決過(guò)。5G真正的價(jià)值在于高速率、低延時(shí)、高可靠，這樣才能為人工智能、無(wú)人駕駛、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等提供網(wǎng)絡(luò)的保障，而讓這些應(yīng)用真正落地。

針對(duì)5G當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，國(guó)務(wù)院新聞辦公室也曾在7月底搞過(guò)一個(gè)發(fā)布會(huì)，向社會(huì)匯報(bào)當(dāng)前5G的進(jìn)展情況。當(dāng)時(shí)，工信部通信發(fā)展司司長(zhǎng)聞庫(kù)就談到，我國(guó)5G目前還處于商用的初期，仍然需要加快5G整體的建設(shè)力度，擴(kuò)大基站站址的資源，特別是強(qiáng)化電力和頻率資源的保障，而去豐富5G的應(yīng)用。

未來(lái)3年將是我國(guó)建設(shè)5G基站的高峰年份，而國(guó)外在這方面普遍滯后于我國(guó)，因此在未來(lái)5到8年，5G的建設(shè)高峰將會(huì)持續(xù)相當(dāng)一段時(shí)間。

5G最重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是高速率，很多媒體和運(yùn)營(yíng)商都宣傳5G的速率比4G提高了幾十甚至上百倍。其實(shí)這樣的宣傳在4G和3G時(shí)代也是如此。那么，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨怎樣的壓力？

Seagull 50：面向5G網(wǎng)絡(luò)前傳和中傳的高性能光通信DSP

日前，Credo公司在深圳舉辦新品發(fā)布會(huì)，面向5G網(wǎng)絡(luò)前傳和中傳光模塊應(yīng)用發(fā)布了Seagull 50光通信DSP芯片。Credo公司銷(xiāo)售副總裁楊學(xué)賢表示，在“提速”方面，為了滿足新的應(yīng)用場(chǎng)景，5G需要更大的傳輸容量和更快的傳輸速率支持。因此，光器件模塊也需要進(jìn)行相應(yīng)升級(jí)，這就帶來(lái)了海量光器件的需求。同時(shí)，5G前傳的帶寬在從10Gbps、25Gbps向50Gbps過(guò)渡。

在“降費(fèi)”方面，5G建設(shè)期間每年有幾千億元級(jí)的龐大資本支出，光模塊占其中6%，每年有約百億級(jí)支出。此外，基站后期的維護(hù)和使用成本（OPEX）也是運(yùn)營(yíng)商的重要開(kāi)支，其中電費(fèi)是核心部分，在總運(yùn)營(yíng)費(fèi)用中占比將近20%——2018年全年三大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)基站統(tǒng)計(jì)共耗電約270億度，總電費(fèi)240億元。目前提高設(shè)備性能、降低5G設(shè)備成本及功耗是業(yè)界面臨的重大挑戰(zhàn)。

5G光模塊的關(guān)鍵在于芯片，具體要求表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：

1.高性能

?補(bǔ)償由光器件、溫變和光纖原因造成的光損傷及非線性效應(yīng)

?產(chǎn)品需具有更高靈活性，用于ER/LR前傳、中傳等場(chǎng)景

2.高速率

?50Gbps是5G中傳應(yīng)用領(lǐng)域公認(rèn)的傳輸速率，最具性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)

?下一代前傳光互聯(lián)解決方案光模塊將從SFP28升級(jí)至SFP56

3.寬溫度

?具有差異性的環(huán)境下使用，中傳室內(nèi)應(yīng)用，商業(yè)級(jí)溫度

?前傳全室外場(chǎng)景對(duì)工業(yè)級(jí)工作溫度范圍（-40~85℃）有著剛需

4.低成本

?低成本是5G產(chǎn)業(yè)鏈的主要訴求之一，光電芯片將制約光模塊成本下降

?5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商需要更低功耗器件來(lái)持續(xù)降低運(yùn)營(yíng)成本（OPEX）

據(jù)介紹，Seagull 50光通信DSP是一款專(zhuān)門(mén)用于5G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)前傳和中傳光模塊的高性能光通信DSP。這款產(chǎn)品滿足了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不斷攀升的帶寬需求，支持長(zhǎng)距離傳輸及工業(yè)級(jí)工作溫度范圍。Seagull 50可配置為兩種工作模式：2x25G<—>1x50G及1x50G<—>1x50G。Seagull 50產(chǎn)品采用Credo獨(dú)特的設(shè)計(jì)架構(gòu)，最大程度減小了芯片尺寸，并使用主流工藝來(lái)降低產(chǎn)品成本。

Seagull 50是一款多功能全雙工產(chǎn)品，具有行業(yè)領(lǐng)先的低功耗性能，可用于下一代支持基于PAM4調(diào)制的50Gbps SR/DR/FR/LR/ER多種傳輸距離下的QSFP28、DSFP及SFP56可插拔光模塊。Seagull 50可在-40℃至+85℃的工業(yè)級(jí)溫度范圍內(nèi)工作，非常適合在數(shù)據(jù)中心和5G無(wú)線/eCPRI前傳、中傳和回傳應(yīng)用中使用。

Seagull 50是一款具有兩種模式的光通信DSP，可用作Gearbox或Retimer。

在Gearbox模式下，芯片配置為：設(shè)備側(cè)雙通道24.33-25.78Gbps NRZ到線路側(cè)單通道50.135-53.125Gbps PAM4；在Retimer模式下，配置為：?jiǎn)瓮ǖ?0.135-53.125Gbps PAM4到單通道50.135-53.125Gbps PAM4。

Seagull 50采用了Credo領(lǐng)先的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)和均衡技術(shù)。在保持高性能的同時(shí)，低成本是需要廣泛部署的5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)光模塊的主要訴求之一，因此作為光模塊中關(guān)鍵組件的DSP需要實(shí)現(xiàn)成本相宜，進(jìn)而推動(dòng)DML激光器的廣泛使用，最終可以加速那些還未成熟的光器件的發(fā)展。這種設(shè)計(jì)導(dǎo)向還要支持作為前傳剛需的工業(yè)級(jí)工作溫度范圍，以及中傳/回傳中更長(zhǎng)的傳輸距離。DSP可以通過(guò)補(bǔ)償由光器件、溫變和光纖原因造成的光損傷及非線性效應(yīng)來(lái)提供高性能、穩(wěn)定可靠的光通信解決方案。

Seagull 50關(guān)鍵特性包括：

?2x25G<—>1x50G及1x50<—>1x50G兩種配置模式

?可與現(xiàn)有光模塊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通

?發(fā)端多階預(yù)加重

?連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE）

?高性能DSP具有多階DFE/FFE接收均衡能力

?經(jīng)過(guò)優(yōu)化的、領(lǐng)先同儕的緊湊固件

?支持工業(yè)級(jí)溫度范圍（-40℃至85℃）

?確定的時(shí)延

?行業(yè)領(lǐng)先的超低功耗

面向下一代數(shù)據(jù)中心的Dove系列光通信DSP

同時(shí)，Credo還面向下一代數(shù)據(jù)中心一口氣發(fā)布了4款Dove系列光通信DSP。據(jù)介紹，在5G推動(dòng)全球數(shù)據(jù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的同時(shí)，數(shù)據(jù)量的爆增也對(duì)網(wǎng)絡(luò)提了挑戰(zhàn)。據(jù)思科預(yù)測(cè)，2020年全球經(jīng)IDC處理的數(shù)據(jù)流量占全球產(chǎn)生流量的比例為99.35%。流量的暴增迫使數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，帶寬不斷提升，進(jìn)而推動(dòng)了光模塊的升級(jí)。

數(shù)據(jù)中心光模塊面臨以下三個(gè)方面的挑戰(zhàn)：

性能：數(shù)據(jù)中心對(duì)光模塊性能和可靠性要求很高，數(shù)據(jù)中心若出現(xiàn)故障、宕機(jī)等情形，重則將嚴(yán)重影響社會(huì)的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)及日常生活。

功耗：電力成本是IDC運(yùn)營(yíng)成本中占比最高的部分，大約占公司運(yùn)維成本的60%左右；光模塊功耗過(guò)高會(huì)增加數(shù)據(jù)中心的制冷成本。

成本：據(jù)IDC圈和ODCC數(shù)據(jù)預(yù)估，我國(guó)2019年IDC行業(yè)規(guī)模為1600億元，同比增長(zhǎng)約25%。其中光模塊/AOC占其中3.2%，約52億市場(chǎng)規(guī)模。

此次發(fā)布的新一代Dove系列低功耗PAM4高速光通信DSP包括四款新品：Dove 100、Dove 150、Dove 200及Dove 400光通信DSP，專(zhuān)門(mén)為下一代100G/200G/400G數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)而打造。

據(jù)介紹，該公司獨(dú)特的PAM4 DSP架構(gòu)可最大程度減小芯片尺寸，產(chǎn)品使用主流工藝制成，可為下一代光模塊提供最佳的性能、成本與功耗：使用Credo Dove系列PAM4高速光通信DSP來(lái)設(shè)計(jì)的可插拔光模塊，只需較低的成本便可擁有行業(yè)領(lǐng)先的性能及超低功耗。

100/200/400G現(xiàn)已占數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)連接市場(chǎng)50%以上的份額，并將在未來(lái)保持持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，成為數(shù)據(jù)中心主流速率。云平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)商正在部署更高密度的100G網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并已經(jīng)開(kāi)始為部署200G和400G網(wǎng)絡(luò)而投資，以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求。隨著網(wǎng)絡(luò)速率的不斷提升，網(wǎng)絡(luò)的功耗密度和可擴(kuò)展性已成為光模塊及交換機(jī)設(shè)計(jì)中必不可少的標(biāo)準(zhǔn)之一。

Credo的DSP技術(shù)和均衡技術(shù)可在保持芯片低功耗的同時(shí)很好地補(bǔ)償光損耗。所有Dove系列產(chǎn)品全部具有Credo數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的關(guān)鍵特性，包括：

?高性能DSP

?連續(xù)CTLE及DFE/FFE接收均衡

?發(fā)端多階預(yù)加重

?行業(yè)領(lǐng)先的超低功耗

?完整的測(cè)試與診斷功能

?與IEEE行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)互通

?經(jīng)過(guò)優(yōu)化的、領(lǐng)先同儕的緊湊固件

此外，Dove 200和Dove 400的每條信道都配有獨(dú)立鎖相環(huán)（PLL），支持分接配置。

Dove 100：用于下一代高性能100Gbps DR/FR/LR QSFP28光模塊?？蓪⒃O(shè)備側(cè)接收的四通道25.78125Gbps NRZ信號(hào)，聚合為單通道106.25Gbps PAM4傳送至光側(cè)。

Dove 150：用于低功耗、高性能的100Gbps DR/FR/LR QSFP-56光模塊?？蓪⒃O(shè)備側(cè)接收的二通道53.125Gbps PAM-4信號(hào)，聚合為以單道106.25Gbps PAM4信號(hào)傳送至光側(cè)。

Dove 200：無(wú)需配備Gearbox或FEC轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互連架構(gòu)，幫助數(shù)據(jù)中心使用具有50G PAM4連接的交換機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展。支持IEEE 802.3 200GBASE-SR4/DR4/FR4/LR4及400GBASE-SR8規(guī)范。起中繼功能，將設(shè)備側(cè)接收的四通道53.125Gbps PAM4信號(hào)以四通道53.125Gbps PAM4信號(hào)傳送至光側(cè)。

Dove 400：用于低功耗、高性能的400Gbps DR4/FR4/LR4 OSFP和QSFP-DD光模塊?？蓪⒃O(shè)備側(cè)接收的八通道53.125Gbps PAM-4信號(hào)，以四通道106.25Gbps PAM4信號(hào)傳送至光側(cè)。

Credo公司發(fā)展史

另外，據(jù)Credo公司首席運(yùn)營(yíng)官特別助理及資本市場(chǎng)部總經(jīng)理陳冉介紹，繼2019年上半年完成C輪融資后，Credo今年上半年又完成了D輪1億美金的融資。過(guò)去的一年是Credo在中國(guó)發(fā)展最快的一年，該公司成立了武漢分公司，組建了中國(guó)的銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì)和FAE團(tuán)隊(duì)，和中國(guó)的客戶(hù)有了更系統(tǒng)全面的互動(dòng)。

Credo、默升和芯境到底是什么關(guān)系？他介紹說(shuō)，Credo、默升和芯境三個(gè)名字代表了公司發(fā)展的三個(gè)階段：

1.0階段（Credo階段）：Credo的本意是信仰或信念。2008年三名海歸華人創(chuàng)始人靠自己的信念在中國(guó)創(chuàng)建了Credo，從此為中國(guó)培養(yǎng)了一批從事全世界頂級(jí)速率Serdes研發(fā)的隊(duì)伍和團(tuán)隊(duì)。與今天的屢被詬病的PPT造芯，燒投資人資金造芯不同的是，Credo在2008年至2014年期間沒(méi)有融過(guò)投資人一分錢(qián)，靠創(chuàng)始人的自有資金和創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大信念踏踏實(shí)實(shí)在做高速通信芯片研發(fā)。2012年，Credo Demo了65nm 28G NRZ Serdes Phy；2014年，其又Demo了40nm 56G NRZ Serdes Phy。在1.0階段，三個(gè)創(chuàng)始人除了給公司帶來(lái)了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)積累之外，還給今天的Credo積攢了一條寶貴的經(jīng)營(yíng)理念：Credo的發(fā)展不能依賴(lài)于投資，必須能夠依靠自身的商業(yè)經(jīng)營(yíng)而獲得持續(xù)發(fā)展。

2.0階段（默升階段）：顧名思義，默升就是默默升起之意。這一階段Credo公司在集團(tuán)CEO Bill Brennan的帶領(lǐng)下，將先進(jìn)的技術(shù)和性能卓越的芯片及產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)在在的訂單：在Serdes IP領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，Credo已經(jīng)擁有從28nm/16nm/12nm到7nm全工藝，從單通道112G/56G到28G全速率的SerDes IP。IP客戶(hù)群為數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能、自動(dòng)駕駛等眾多應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)頂級(jí)客戶(hù)。在交換機(jī)芯片領(lǐng)域，Credo依托高管團(tuán)隊(duì)超過(guò)20年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及世界一流客戶(hù)的鼎力支持，通過(guò)5年研發(fā)和打磨，現(xiàn)有的線卡28nm Serdes芯片出貨量已超過(guò)200萬(wàn)顆，適時(shí)推出了Mac Sec加密芯片并支持國(guó)標(biāo)；在光芯片DSP領(lǐng)域經(jīng)過(guò)3年積累，Credo將于稍后發(fā)布助力于新一代數(shù)據(jù)中心及5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的低功耗PAM4 DSP；公司是OCP成員企業(yè)，參與IEEE 、OIF等標(biāo)準(zhǔn)的制定，也是HiWire 全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)起人。

3.0階段（芯境階段）：芯境科技（上海）有限公司成立于2018年，英文名Infinita，取芯無(wú)止境之意。公司設(shè)立芯境全資子公司就是為中國(guó)客戶(hù)提供更及時(shí)周到的售前與售后服務(wù)，以支持中國(guó)系統(tǒng)廠商的快速發(fā)展。2020年是多災(zāi)多難的一年，也是我們不斷見(jiàn)證歷史的一年。從年初的新冠疫情，美國(guó)黑人弗洛伊德事件，在外部環(huán)境劇烈變換的同時(shí)， Credo秉持著最初信念，克服重重困難，轉(zhuǎn)危為機(jī)，充分利用公司分布的優(yōu)勢(shì)，打破地域的束縛，為中美兩地最優(yōu)秀的企業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)更全面的服務(wù)。2019年和2020年，公司積極引入中國(guó)投資人，陸續(xù)完成了C輪和D輪融資，為公司未來(lái)3-5年的發(fā)展提供了充沛的資金，使公司股權(quán)結(jié)構(gòu)更多元化；2020年，Credo上海正式遷入了新的辦公樓，依靠自有資金建立了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室；Credo設(shè)立了武漢分公司，并即將設(shè)立南京分公司；與此同時(shí)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)也迎來(lái)了一波新高潮，公司組建了針對(duì)中國(guó)客戶(hù)的獨(dú)立自主的團(tuán)隊(duì)，從研發(fā)到銷(xiāo)售，從運(yùn)營(yíng)到技術(shù)支持，公司求賢若渴，未來(lái)的一年大中華區(qū)的員工數(shù)量預(yù)計(jì)將同比增長(zhǎng)50%。

綜上，雖然Credo擁有業(yè)界全工藝節(jié)點(diǎn)的Serdes IP和廣泛優(yōu)質(zhì)的客戶(hù)基礎(chǔ)，但是公司經(jīng)營(yíng)方針已經(jīng)從早期的IP業(yè)務(wù)為主轉(zhuǎn)為芯片、AEC等多元化產(chǎn)品線的長(zhǎng)期可持續(xù)化發(fā)展策略。Credo的成長(zhǎng)史充分說(shuō)明了其不是美國(guó)公司，而是成長(zhǎng)于中國(guó)，服務(wù)于全球客戶(hù)的國(guó)際化公司。
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