三菱電機近年積極開發光器件,以滿足高速發展的光通信市場,在今年的CIOE展會(hui) 上,公司高層麵見了記者,並詳談三菱電機的發展大計。

穀口:三菱電機公司是日本的綜合電機廠商,創立於(yu) 1921年,擁有先進的技術和開發能力。2012年公司銷售收入為(wei) 350億(yi) 美元,全球員工超過12萬(wan) 人。特別在2008年由於(yu) 受到世界金融危機和日元大幅升值的影響,三菱電機公司的經營環境經受了嚴(yan) 峻考驗,但是公司還是一直實現著利潤。

三菱電機機電(上海)副總經理兼半導體(ti) 事業(ye) 部部長穀口豐(feng) 聰先生
三菱電機公司有十個(ge) 事業(ye) 本部,各個(ge) 事業(ye) 本部在負責的產(chan) 品領域裏和獨立公司一樣,發揮自己的專(zhuan) 業(ye) 特長,追求良好的經營。這次參加CIOE展會(hui) 的是通訊事業(ye) 部和半導體(ti) 事業(ye) 部。
公司內(nei) 部還有有專(zhuan) 門的開發本部,在開發需要使用半導體(ti) 器件時,由使用半導體(ti) 器件的事業(ye) 部、半導體(ti) 事業(ye) 部和開發本部三者聯合開發,這樣各個(ge) 事業(ye) 部可以享受使用公司內(nei) 部半導體(ti) 技術進行新產(chan) 品的開發優(you) 勢。同時,三菱電機公司也將開發的半導體(ti) 產(chan) 品積極地向市場銷售。
渡邊:三菱電機光器件主要分為(wei) 激光二極管和光電二極管,都是光通信係統的主要器件,功能是將光電信號相互轉換,提供不可欠缺的功能。三菱電機為(wei) 支持近年迅速增加的互聯網流量,開發了支持用戶端的FTTH器件,以及用於(yu) 長距離、大容量及多重化的通信係統器件係列。

三菱電機高頻光器件工廠光器件部部長渡邊齊博士先生
三菱電機具備世界一流的生產(chan) 能力,能夠以合理的價(jia) 格和供應能力支持中國的寬帶普及。三菱電機已經量產(chan) 了單通道世界最高傳(chuan) 輸速度40Gbps的器件,為(wei) 中高端光通信市場的發展做出了貢獻。
網絡用量全麵暴增
渡邊:三菱電機認為(wei) ,現時社會(hui) 上出現的四大趨勢,給今後的光通信市場帶來很大的影響。第一、社交媒體(ti) 的發展,提升了上遊的寬帶需求;第二、視頻點播技術也擴大下遊寬帶的需要;第三、智能手機性能的不斷完善,移動網絡的連接更加容易,令更多固定網絡通信轉向移動網絡;第四、雲(yun) 計算的出現(從(cong) 各個(ge) 終端匯集成大量數據),增加對更大容量和寬帶的數據中心需求。由此引伸出三大領域的發展,即移動回程,數據中心和光纖到戶。
隨著智能手機的急速普及,開發了移動回程高速係統,速率從(cong) 2011年末的3Gbps,發展到今天的6Gbps,今後將會(hui) 提升至10Gbps。
數據中心也從(cong) 低速到高速急劇轉變,10Gbps以下的係統數量正在急速下降,今後40Gbps,或100Gbps的係統將成為(wei) 主流。
至於(yu) 光纖到戶,過往的主流是GE-PON或G-PON,每年持續增加幾十個(ge) 百分點,到今年已呈下降赹勢。新一代的10GE-PON係統已正式登上舞台,預計到了2017年,其需求量會(hui) 超過現有係統。
總的來說,由於(yu) 係統走向高速化及大容量化發展,市場逐漸要求更有效率的組件。為(wei) 此,包括收發器MSA規格的CFP係列在內(nei) 的所有係統,需要進行小型化及低功耗化,通過革新部件作為(wei) 突破口。
產(chan) 品朝小型化及低功耗發展
三菱電機力求革新激光二極管的管芯,開發了能提高10Gbps以上的高速係統的低電壓管芯。並利用這個(ge) 技術,開發了麵向100G數據中心的低功耗的EML TOSA。為(wei) 了提高移動回程高速係統的效率,開發了10Gbps低功耗TOSA。
對於(yu) 光纖到戶係統,解決(jue) 方案是內(nei) 置製冷器的EML激光器,使用TOCAN封裝,提供低功耗及與(yu) 現有係統兼容的器件和解決(jue) 方案。
至於(yu) 新開發的EML管芯,主要適用於(yu) 10Gbps以上高速係統的激光二極管管芯與(yu) 調製器合為(wei) 一體(ti) 的光器件。三菱電機改進了過往的管芯構造,把活性層的位置提升到脊構造的位置,大幅提升了電場密度並降低了電容量,成功使驅動電壓從(cong) 2.5Vpp降低到1.5Vpp,大幅降低管芯及周邊驅動電路的功耗。
三菱電機使用這個(ge) EML芯片,首先開發出用於(yu) CFP2的4ch 25G EML TOSA。通過這個(ge) TOSA,驅動器可以放棄一貫使用的GaAs(砷化镓)工藝,改為(wei) 功耗更低的SiGe(鍺化矽)IC,令要求規格從(cong) 9W變為(wei) 8W,並把與(yu) 4ch元件一體(ti) 化的TOSA,用於(yu) 新一代收發器的CFP4。
通過一體(ti) 化提升製冷器的效率,實現CFP4收發器整體(ti) 功耗6W的目標。對於(yu) 將來要求更低功耗,更小型的100Gbps的QSFP+28封裝,三菱電機將會(hui) 開發非製冷的直調器件,並提供解決(jue) 方案。
在移動回程中,今後將會(hui) 更多采用40公裏,10Gbps的SFP+收發器。40公裏的SFP+雖然實現,但僅(jin) 限於(yu) 要求功耗1.5W的係統。由於(yu) 擴張溫度範圍以及具有CDR功能的SFP+難以實現功耗規格,其適用範圍有限。三菱電機開發出低功耗的TOSA,可以滿足擴展溫度0~85度下工作,解決(jue) 內(nei) 置CDR功能的SFP+中1.5W功耗。
對於(yu) 下一代的10G-EPON或XG-PON係統,三菱電機準備了可以從(cong) 現有GE-PON及G-PON輕鬆升級的方案。在ONU側(ce) ,新開發出專(zhuan) 有設計的10Gbps DFB激光器。通過現有GE-PON,G-PON使用相同管腿,令5.6mm直徑TOCAN得以實現。客戶可以使用相同尺寸的TOCAN來升級。
OLT側(ce) 中開發了麵向通用三相組件設計的EML新封裝形式。EML激光器和DFB,FP不同,其中需要溫度控製製冷器。配置這一製冷器一般采用簡單的BOX型封裝。但是BOX型封裝在OLT三相組件組裝時難以直接焊接,不利於(yu) 低成本,大批量的光纖到戶應用。
三菱電機將DFB,FP同樣采用5.6mm直徑的TOCAN與(yu) 製冷器成功封裝在一起,使之可應用在提高生產(chan) 效率,並使用現有設計的三相組件中,為(wei) 新一代PON係統的早期普及貢獻了力量。三菱電機通過這些方案可以對中國通信市場的發展做出貢獻。
中川:三菱電機的通訊產(chan) 品分為(wei) 三大部分:第一部分是光通訊係統,可以分成光纖的FTTx連接係統;國與(yu) 國間連接的骨幹網,比方說海底的光纖;城市跟城市間的數據的傳(chuan) 送,稱為(wei) ROADM;和家庭用的機頂盒。第二部分,影像安全係統。第三部分,無線通訊係統。

三菱電機公司通信係統工廠的部長中川潤一先生
三菱電機光器件的研發是從(cong) 1997年開始,當時是50兆PON器件,到現在為(wei) 止開發曆史有15年多了,從(cong) 2004年開發了1Gb/s的GE-PON,現在正在實現下一代的新產(chan) 品,是10G-EPON和40 G的光器件的產(chan) 品化。
三菱電機是光通訊行業(ye) 的領先者。2012年三菱電機在日本FTTx的市場占有率是36%,向日本主要的電信供應商供應10G -EPON設備。
10G-EPON比目前的PON傳(chuan) 送的速度要快10倍,10G-EPON具備三大優(you) 點,與(yu) 在同一根光纖上和目前的GE-PON兼容;容量更大、用戶到達成本更低;雖然用戶更多,但傳(chuan) 送的效率會(hui) 更高。
三菱電機已經完成了10G-EPON非對稱型PR30收發器的產(chan) 品化,向市場提供對稱型PR30收發器的樣品。現正開發作為(wei) PRX30、PR30低功耗第二代產(chan) 品,並利用PR40,開發多重波長技術的大容量TWDM-PON。
至於(yu) 10G-EPON、OLT的XFP產(chan) 品,完全符合中國的CCSA和IEEE802.3av規格,兼容10G和1G信號的同時傳(chuan) 送,反應時間特性遠遠超出其他公司。
在10G-EPON、ONU端的XFP產(chan) 品上,這個(ge) 產(chan) 品也是符合IEEE802.3av和中國CCSA規格。跟其他公司的產(chan) 品比較,三菱電機的產(chan) 品開關(guan) 時間傳(chuan) 送速度更快,可以在戶外使用,工作溫度可以從(cong) 負40度到正85度,可以更自由地構築10G-EPON的係統。
三菱電機的產(chan) 品一直用於(yu) 太平洋海底電纜、大西洋海底電纜、印度洋海底電纜的WDM終局端,還有日本的DWDM和ROAM的裝置上。在2012年,三菱電機的40G數字收發器在世界上首先被用在三大洋海底電纜上。在2013年,向市場供應了100G的ROAM光器件。
至於(yu) DWDM光模塊的開發進程,目前是第一代長距離100G收發器,估計在2014年可以開發出第二代低功耗、小型化的DWDM收發器。在2015年至2016年間,可以開發出第三代收發器。。
三菱電機100G的DWDM收發器的特點是,采用公司自主開發的大規模數字集成電路,提高了FEC特性,可以達到11dB。分散補償(chang) 是正負56000ps/nm,偏光分散補償(chang) 可以達到105ps,這個(ge) 器件在陸地上的傳(chuan) 送距離是1500公裏或以上,在海底它可以傳(chuan) 送到三千公裏以上,可以用在C或L的波段上麵。調製方式是DP-QPSK,采用三菱電機公司特有的軟判定FEC,實現了高性能。
三菱電機在中國市場上有兩(liang) 大發展潛力的產(chan) 品,第一個(ge) 是目前所生產(chan) 的10G-EPON係統,;另一個(ge) 是100GDWDM/ROAM。
提供高品質產(chan) 品支持寬帶中國
中國智能化網:最近中國政府提出寬帶中國計劃,目前光器件產(chan) 業(ye) 發展的情況是怎麽(me) 樣的?在發展中的阻力又有哪一些?三菱電機在克服這些困難上有怎樣的規劃和布局?
穀口:中國總理李克強先生在8月14號發表了寬帶中國政策,是一個(ge) 非常好的政策,我們(men) 十分看好中國市場的日後發展,會(hui) 把高品質的光模塊提供給中國市場,協助中國寬帶市場的發展。
渡邊:目前的著眼點是40G到100G的高速傳(chuan) 輸,目前的傳(chuan) 輸距離較短,必須解決(jue) 小型化和低功耗的要求。我們(men) 準備在來年推出100G,高度集成,以低電壓驅動技術作為(wei) 特性的模塊。
工控智能化雜誌:目前100G的關(guan) 鍵器件發展情況如何,100G的關(guan) 鍵核心技術廠商是否依然是有限的,它的主要技術難度是在哪一方麵?
渡邊:對於(yu) 100G的係統,今年各個(ge) 廠家都在進行自主開發,預計明年陸續有產(chan) 品推出來,困難點在於(yu) 係統要求越來越小型化,從(cong) 模塊到器件,小型化、低功耗都是要解決(jue) 的關(guan) 鍵問題。
通訊世界:剛才提到三菱電機是今年2月份開始推出了100G DWDM的收發器,出貨量怎樣,在份額上三菱電機是什麽(me) 樣的水平?剛才提到三菱電機收發器的價(jia) 格是有競爭(zheng) 力的,現在收發器的價(jia) 格成本是否還依然比較高?
中川:針對生產(chan) 能力,我們(men) 根據市場的需求在逐步增強產(chan) 能。關(guan) 於(yu) 市場份額,現在我們(men) 隻是把100G的DWDM係統供應給日本的主要電信供應商,沒有在全球市場上公開銷售。價(jia) 格方麵,目前大概是200萬(wan) 到300萬(wan) 日元。因為(wei) 這個(ge) 產(chan) 品是一個(ge) 很新的產(chan) 品,市場的規模有多也不是很清楚,所以算不出一個(ge) 占有率。
中國光電網:10G EPON市場大家談論了很久,但是很多人對10G EPON什麽(me) 時候能夠大規模的應用還是存在疑問的,想問一下你們(men) 的看法?日本與(yu) 中國的10G EPON市場啟動點是不是有所區別,是不是日本更快一點?2017年的需求量預測是多少?
渡邊:我們(men) 預測2017年10G EPON的需求超過GPON和EPON,在中國市場和全球市場可以看到GPON和EPON的需求在減緩,同時10G的EPON和10GPON的投入從(cong) 今年年底或明年年初開始增長,從(cong) 增長量上我們(men) 得到一個(ge) 預測,每年的增長速率在2017年達到或超過目前GPON和EPON的需求水平。
2013年末中國10G-EPON有一個(ge) 增長,主要需求是非對稱10G-EPON。日本的市場預計在2014年啟動,主要需求是對稱型10G-EPON。

(從(cong) 左至右) 三菱電機機電(上海)半導體(ti) 事業(ye) 部高級項目課長王煒先生
三菱電機高頻光器件工廠光器件部部長渡邊齊博士先生
三菱電機公司通信係統工廠的部長中川潤一先生
三菱電機機電(上海)副總經理兼半導體(ti) 事業(ye) 部部長穀口豐(feng) 聰先生
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