ماژول های فیبر نوری در سراسر جهان تولید می شوند

 

واقعیت شنژن هیچ کس در نمایشگاه های تجاری ارائه نمی دهد

 

به شنژن بائوآن پرواز کنید، با تاکسی به Longhua یا Dalang بروید، و در عرض چهل دقیقه از کارخانه‌های فرستنده گیرنده نوری بیشتری نسبت به کل اروپا عبور خواهید کرد. تراکم پوچ است. من هفده سازنده SFP جداگانه را در شعاع دو{2}}کیلومتری هتلم در طول یک سفر منبع یابی شمردم. هفده. برخی کل پارک های صنعتی را اشغال می کنند. دیگران در یک طبقه از یک ساختمان غیر توصیفی با عملیات قالب‌گیری تزریقی و شرکتی که چراغ‌های کریسمس LED تولید می‌کند، مشترک هستند.

این جایی است که حجم اتفاق می افتد. چیزی بین 60 تا 70 درصد از فرستنده های نوری قابل اتصال جهان از استان گوانگدونگ حمل می شوند. تعداد دقیق بستگی به نحوه شمارش شما دارد-ماژول‌های تمام‌شده در مقابل مجموعه‌های فرعی در مقابل کیت‌های اجزای خالی-، اما میزان آن بحث‌برانگیز نیست.

این کارخانه‌ها طیف وسیعی از-عملیات واقعاً کلاس جهانی با اتاق‌های تمیز کلاس 10K و قالب‌های خودکار خودکار گرفته تا مغازه‌هایی را که من شاهد قرار دادن دیودهای لیزری با استفاده از موچین‌ها در زیر میکروسکوپ استریو بوده‌ام- را مشاهده کرده‌ام. هر دو نوع محصولی را ارسال می‌کنند که تست‌های انطباق یکسانی را پشت سر بگذارد. تفاوت هجده ماه بعد در نرخ شکست میدان نشان می دهد، اما در آن زمان ماژول مشکل شخص دیگری است.

 

چرا ژاپن هنوز بیش از آنچه هر کسی اعتراف می کند اهمیت دارد؟

 

این چیزی است که نقشه‌های زنجیره تأمین از قلم می‌اندازند: اجزای نیمه‌رسانای ترکیبی مهم-فوتن واقعی-گسیل‌کننده و فوتون-بیت‌های شناسایی-هنوز عمدتاً از ژاپن جریان دارند.

سومیتومو الکتریک. میتسوبیشی الکتریک. عملیات ژاپنی Lumentum. میراث Coherent II-VI fab در تویاما. این امکانات تراشه‌های لیزر DFB، فرستنده‌های EML و فوتودیودهای{5}}سرعت بالا را تولید می‌کنند که مونتاژکنندگان چینی هنوز نمی‌توانند در سطوح عملکردی معادل آن‌ها را تکرار کنند. EML های خنک نشده 1310 نانومتری که در ماژول های 400G{9}}DR4 hyperscaler شما اجرا می شوند؟ سیلیکون فوق العاده ژاپنی. لیزرهای پمپ پرقدرت{12}}در EDFA شما وجود دارد؟ ژاپنی. فتودیودهای بهمن در OTDR شما؟ ژاپنی.

شکاف علم مواد واقعی است. رشد لایه‌های اپیتاکسیال فسفید ایندیوم با یکنواختی مورد نیاز برای گریتینگ‌های DFB با عملکرد بالا، نیازمند دهه‌ها دانش سازمانی است که از طریق IP کسب‌شده یا مهندسان استخدام شده منتقل نمی‌شود. دستور العمل های راکتور MOCVD به نرخ جریان گاز و پروفایل های دما اختصاصی هستند. دانش ضمنی در سر مهندسان فرآیندی زندگی می کند که ابزارهای مشابهی را برای بیست سال اجرا می کنند.

یک بار سه روز را در یک دستگاه لیزر ژاپنی گذراندم. تکنسینی را دیدم که یک ویفر کامل را رد می‌کند، زیرا طیف نورتابی یک تغییر طول موج 2 نانومتری از هدف را نشان می‌دهد. دو نانومتر ویفر احتمالاً دستگاه‌های کاربردی تولید می‌کرد. اما "عملکردی" مشخصات نبود-"در محدوده مشخصات در -40 درجه در طی 20 سال" مشخصات بود، و این تغییر 2 نانومتری نشان می‌دهد که چیزی در روند رشد تغییر کرده است.

شما آن فرهنگ را در پنج سال نمی سازید.

 

بازی Component Shell

 

قطعات واقعی را از طریق یک فرستنده نوری "ساخت چین" دنبال کنید و یک درس جغرافیا پیدا خواهید کرد.

دیودهای لیزر: ژاپن، با رقابت فزاینده تامین‌کنندگان داخلی چینی مانند Accelink برای قطعات با سرعت پایین‌تر-. شکاف عملکرد در 25G PAM4 و بالاتر همچنان قابل توجه است.

مدارهای مجتمع درایور و TIA: تایوان از طریق فرآیندهای فوتونیک- مجاور TSMC و خانه‌های طراحی بی‌سابقه در Hsinchu غالب است. Semtech، Macom، و Broadcom همه در آنجا پخش می شوند. چین برای یک دهه با موفقیت محدود سعی در ایجاد جایگزین های داخلی دارد{3}}ابزارهای EDA به تنهایی زنجیره های وابستگی ایجاد می کنند.

جداکننده‌ها و سیرکولاتورهای نوری: اکنون عمدتاً چینی هستند. Casix، عملیات چینی Agiltron و ده ها بازیکن کوچکتر در Fuzhou اساساً این اجزا را کالایی کرده اند. کیفیت برای دیتاکام خوب است.

واحدهای آرایه فیبر و فرول‌ها: تولید دقیق ژاپنی همچنان برای فرول‌های MT با تحمل{0} محکم پیشتاز است. تامین کنندگان چینی حجم را روی کانکتورهای استاندارد LC/SC کنترل می کنند.

بسته ها و پایه های سرامیکی: بین متخصصان ژاپنی مانند Kyocera و تولید کنندگان حجم چینی تقسیم می شود. الزامات مدیریت حرارتی برای فرستنده-قدرت بالا همچنان به نفع منابع ژاپنی است.

PCBها و مدارهای انعطاف پذیر: تایوان و سرزمین اصلی چین، با برخی بردهای تخصصی-فرکانس بالا از تامین کنندگان ژاپنی.

 

تقلا تعرفه

 

تعرفه های 2018 جغرافیای تولیدی صنعت را به گونه ای تغییر داد که هنوز ادامه دارد.

قبل از بخش 301، محاسبه ساده بود: تولید در چین برای هزینه، ارسال به جهان. فرامقیاس‌کننده‌ها و شرکت‌هایی که از طریق توزیع یا مستقیم خرید می‌کردند، قیمت چین را پرداخت می‌کردند و چندان به کشور مبدا فکر نمی‌کردند.

سپس تعرفه های 25 درصدی فرود آمد. ناگهان هر مدیر خرید نیاز به درک تفاوت بین کدهای HTS، قوانین تغییر اساسی، و آنچه دقیقاً «تولید» در مقابل «مونتاژ» از نظر CBP را تشکیل می‌دهد، داشت.

پاسخ اولیه هرج و مرج بود. من شرکت‌هایی را می‌شناسم که به معنای واقعی کلمه ماژول‌های نیمه مونتاژ شده را برای بسته‌بندی نهایی به مکزیک فرستادند، برچسب‌های «مجموعه شده در مکزیک» را روی آن‌ها چسبانده‌اند و امیدوار بودند که معافیت از تعرفه حفظ شود. عده ای هم از پس آن برآمدند. بعضی ها این کار را نکردند. اجرای ناسازگار-و-ناقض است.

بازیکنان پیچیده‌تر حضور واقعی تولیدی را در مکان‌های{0}}تعرفه پسند ایجاد کردند. ویتنام سرمایه گذاری قابل توجهی را جذب کرد. مالزی مقداری سرریز شد. تایلند چند عملیات انجام داد. Innolight یک مرکز در تیجوانا افتتاح کرد. FS ظرفیت مکزیک را ایجاد کرد.

اما این چیزی است که هیچ کس در مورد آن صحبت نمی کند: زنجیره تامین قطعات حرکت نکرد. دیودهای لیزر هنوز از ژاپن می آیند. آی سی های درایور هنوز از تایوان می آیند. اپتیک غیرفعال هنوز از چین می آید. اجرای مونتاژ نهایی در ویتنام، قرار گرفتن در معرض چین را از بین نمی‌برد-تنها باعث افزایش تدارکات و سردرد انطباق می‌شود.

هایپراسکیلرز یاد گرفتند که با آن زندگی کنند. آنها تیم های خریدی دارند که کاری جز مدیریت تعرفه انجام نمی دهند. خریداران کوچکتر تحت فشار قرار گرفتند.

 

آنچه در واقع در داخل اتاق تمیز اتفاق می افتد

 

بیشتر محتوای فرستنده و گیرنده نوری را در فرآیند ساخت واقعی خواهید خواند. ویدیوهای براق تور کارخانه ربات ها و تجهیزات درخشان را نشان می دهد. واقعیت پیچیده تر است.

پیوند قالب: لیزر یا تراشه VCSEL با استفاده از لحیم یوتکتیک-معمولاً قلع طلایی- در 280 درجه - یا اپوکسی رسانا به یک پایه فرعی متصل می‌شود. دقت قرار دادن اهمیت دارد. برای لیزرهای ساطع کننده لبه، شما نیاز به تراز جانبی در عرض چند میکرون دارید تا به هسته فیبر برخورد کنید. برای VCSELهایی که با فیبر چند حالته صحبت می‌کنند، تلورانس‌ها ضعیف‌تر هستند، اما شما چندین امیتر را در یک آرایه قرار می‌دهید.

من مشاهده کرده‌ام که اپراتورهای باتجربه برای اولین بار-بازدهی بیش از 95% را در قالب پیوند می‌دهند. من همچنین مشاهده کرده ام که اپراتورهای کمتر با تجربه میله های لیزر گران قیمت را با گرم کردن بیش از حد آنها در حین جریان مجدد تخریب می کنند. تفاوت در لمس، تشخیص الگو، دانستن زمانی که اتصال لحیم کاری درست به نظر می رسد در مقابل زمانی که مشکلی پیش آمده است است.

اتصال سیم: سیم های طلایی یا آلومینیومی قالب را به مدار مدار متصل می کند. برای -اتصالات بحرانی RF-مسیرهای سیگنال با سرعت بالا از درایور به مدولاتور-برای کاهش اندوکتانس از روبان پیوند استفاده می‌کنید. اوراق قرضه سیمی بی اهمیت به نظر می رسند، اما آنها یک محدود کننده بازده اصلی هستند. یک پد پیوند آلوده، یک حلقه نابجا که به رد بعدی کوتاه می‌شود، و ماژول در تست نهایی شکست می‌خورد.

اتصال فیبر: دریافت نور از لیزر به فیبر مستلزم دقت هم ترازی است که در مرزهای پوچ است. سیستم‌های تراز فعال فیبر را به موقعیتی هدایت می‌کنند که قدرت جفت شده را به حداکثر می‌رساند، سپس اپوکسی{1}}درمان UV همه چیز را در جای خود منجمد می‌کند. اپوکسی در طول پخت کمی جمع می شود. مهندسان فرآیند خوب جبران می کنند. مهندسان فرآیند بد تعجب می کنند که چرا بازده آنها کاهش یافته است.

آب‌بندی هرمتیک: ماژول‌های{0}با قابلیت اطمینان بالا تحت نیتروژن خشک در یک قوطی فلزی پنجره‌دار آب‌بندی می‌شوند. مهر و موم باید به مدت 20 سال در یک محیط مخابراتی بماند. جوشکاری درز یا جوشکاری مقاومتی این کار را انجام می دهد. جوشکاری لیزر سریعتر است اما باعث ایجاد تنش حرارتی می شود.

هر یک از این مراحل را می توان خودکار، نیمه{0}}خودکار، یا به صورت دستی انجام داد. هزینه تجهیزات بر این اساس مقیاس می شود. یک خط تولید کاملاً خودکار 400G دارای هشت رقم است. یک خط دستی را می توان با کمتر از 500 هزار دلار راه اندازی کرد. هر دو ماژول های کاری تولید می کنند. این تفاوت در ثبات، توان عملیاتی و قابلیت اطمینان بلند مدت ظاهر می شود.

 

 

تست جایی است که گوشه ها بریده می شوند

 

یک فرستنده و گیرنده نوری که به درستی آزمایش شده است از یک دستکش عبور می کند:

تست پارامتری در دمای اتاق: توان نوری، نسبت خاموشی، حساسیت گیرنده، انطباق ماسک نمودار چشم. این میز است. همه این کار را می کنند.

چرخه دما: همان آزمایش‌ها را در -40 درجه، +85 درجه و چندین نقطه بین آن‌ها انجام دهید. اینجاست که واحدهای حاشیه ای شکست می خورند. جریان آستانه لیزر با دما تغییر می کند. تنش های انبساط حرارتی پیوندهای قالبی. با افزایش جریان تاریک فتودیود، حساسیت گیرنده کاهش می یابد.

Burn-در: بسته به نیاز مشتری، ماژول‌ها را در دمای بالا تحت ترافیک مداوم به مدت 24، 48 یا 168 ساعت اجرا کنید. مرگ و میر نوزادان در چند صد ساعت اول اتفاق می افتد. گرفتن آنها قبل از حمل و نقل ارزان تر از گرفتن آنها در مرکز داده است.

مشکل اینجاست: آزمایش هزینه دارد و زمان می برد. اتاق های دما رایگان نیستند. Burn-در فضای طبقه مصرف می کند. هر ساعتی که یک ماژول در تست می نشیند، ساعتی است که ارسال نمی شود.

فشار برای کاهش زمان تست ثابت است. ماژولی که به 168-ساعت رایت-اینچ نیاز دارد اما در عوض ۲۴ ساعت طول می‌کشد احتمالاً خوب کار خواهد کرد. احتمالا. توزیع خرابی تغییر می‌کند-به‌جای اینکه در کارخانه شما خراب شود، سه ماه بعد، واحدهای ضعیف در رک مشتری خراب می‌شوند.

من دیده ام که پوشش آزمایشی با یک مرتبه بزرگی بین تامین کنندگانی که ادعا می کنند سطوح کیفیتی معادل دارند متفاوت است. مشخصات مشتری می گوید "رایت-لازم است." نمی گوید چه مدت، در چه دمایی، یا تحت چه الگوی ترافیکی.

از تامین کننده خود بپرسید که پوشش آزمایشی آنها واقعاً چگونه است. اکثر آنها صادقانه پاسخ نمی دهند. معمولاً کسانی هستند که می خواهید از آنها خرید کنید.

 

بازار ماژول های سازگار

 

فروشندگان عمده سوئیچ-سیسکو، آریستا، جونیپر-حق بیمه قابل توجهی را برای ماژول های نوری مارک خود دریافت می کنند. سیسکو-با برند 100G-LR4 ممکن است ۳۵۰۰ دلار قیمت داشته باشد. یک معادل "سازگار" از یک مونتاژکننده شنژن 300-600 دلار است.

ماژول ها از اجزای یکسان یا نزدیک به-یکسان استفاده می کنند. دیودهای لیزر از همان تامین کنندگان ژاپنی می آیند. آی سی های درایور همان قطعات Semtech هستند. تفاوت این است: ماژول OEM از برنامه صلاحیت فروشنده عبور کرد و ماژول سازگار این کار را نکرد.

برخی از ماژول های سازگار سال ها بدون نقص کار می کنند. برخی در راه هایی که آزاردهنده اما قابل کنترل هستند شکست می خورند. برخی از آنها به‌گونه‌ای شکست می‌خورند که یک شبکه تولید را در ساعت 2 بامداد از بین می‌برند و انگشت- بین TAC فروشنده سوئیچ و نماینده فروش تأمین‌کننده ماژول شما ایجاد می‌کنند.

حالت خرابی که من اغلب دیده‌ام: مدیریت حرارتی تحت عملیات پهنای باند پایدار-. ماژول در آزمایشگاه به خوبی کار می کند. برای ماه اول تولید خوب کار می کند. سپس تابستان فرا می رسد، مرکز داده چند درجه گرمتر کار می کند، ماژول 3 درجه گرمتر از حاشیه طراحی کار می کند، و لیزر زودتر از موعد پیر می شود.

شما می توانید با خرید از تامین کنندگان معتبر شخص ثالث-و انجام تست صلاحیت خود، از بسیاری از این موارد جلوگیری کنید. صرفه جویی در هزینه بیش از هزاران ماژول است. اما شما باید واقعاً آزمایش را انجام دهید، نه اینکه فرض کنید برگه مشخصات حقیقت را می گوید.

 

 

چه کسی چه چیزی را کجا می سازد: یک راهنمای تقریبی

 

معنای 800G و CPO برای جغرافیا چیست؟

 

انتقال به 800G همه چیز را تغییر می دهد. چگالی توان افزایش می یابد. چالش های حرارتی چند برابر می شود. پیچیدگی DSP افزایش می یابد.

در 800G، حاشیه‌های یکپارچگی سیگنال نازک-است. PAM4 در 100+ گیگاباود در هر خط به پیاده‌سازی‌های DSP نیاز دارد که فقط تعداد کمی از شرکت‌ها می‌توانند آن را اجرا کنند. مارول. Broadcom. اعتبار. شاید یکی دو بازیکن چینی در نسل بعدی.

مفهوم: 800G قابلیت طراحی را در دستان کمتری تثبیت می کند، حتی اگر مونتاژ همچنان توزیع شود. شما هنوز هم می‌توانید ماژول‌های 800G را در شنژن بسازید، اما سیلیکون را از یک الیگوپولی کوچک از تامین‌کنندگان خریداری می‌کنید.

اپتیک‌های بسته‌بندی شده شرکت، بیشتر پیش می‌رود. هنگامی که عملکرد فرستنده گیرنده در بسته ASIC سوئیچ ادغام می شود، تولید از کارخانه های ماژول به کارخانه های نیمه هادی تغییر می کند. TSMC و اینتل به گلوگاه تبدیل می شوند، نه پارک صنعتی Longhua.

این سالها با استقرار جریان اصلی فاصله دارد. اما داره میاد و اینکه چه کسی چه چیزی را در کجا می‌سازد، به روش‌هایی که هنوز مشخص نیست، بازسازی می‌کند.

 

توصیه های عملی برای افرادی که این کالا را می خرند

 

اگر هزاران ماژول را در سال مستقر می کنید:

تامین کنندگان متعدد واجد شرایط وضعیت تعرفه می تواند تغییر کند. تامین کنندگان می توانند از بازار خارج شوند. خطر یک منبع- واقعی است و در نهایت شما را گاز خواهد گرفت.

در واقع کیفیت ورودی را آزمایش کنید. فقط به گواهی انطباق فروشنده اعتماد نکنید. یک نمونه را از طریق تنظیمات آزمایشی خود اجرا کنید. نرخ خرابی را بر اساس تامین کننده، بر اساس کد تاریخ، بر اساس لات پیگیری کنید.

درک کنید که اجزا از کجا آمده اند. ماژول "تولید ایالات متحده" شما ممکن است دارای اجزای مهمی از چین باشد. ماژول "چین{3}}رایگان" شما ممکن است آنقدر که نماینده فروش ادعا می کند{4}}چین رایگان نباشد. زنجیره‌های تامین غیرشفاف هستند و انگیزه‌های مبهم بودن مبدا قابل توجه است.

اگر عملیات کوچکتری را اجرا می کنید:

از تامین‌کنندگان معتبر-طرف ثالث با تیم‌های مهندسی واقعی خرید کنید، نه از شرکت‌های تجاری که در این هفته هر چیزی را که ارزان‌تر است تغییر نام دهند. تفاوت قیمت بین خوب و کلی شاید 20 درصد باشد. تفاوت قابلیت اطمینان زمانی که شما در حال عیب یابی فلپ های لینک در ساعت 3 صبح هستید بی نهایت است.

برای همه:

جغرافیای تولید کمتر از کیفیت ساخت اهمیت دارد. یک کارخانه-در شنژن که به خوبی اداره می‌شود، ماژول‌های بهتری نسبت به یک کارخانه ضعیف-در آمریکا تولید می‌کند. تامین کنندگان را بر اساس فرآیندهایشان، پوشش آزمایشی آنها، نرخ شکست میدانی آنها قضاوت کنید-نه بر اساس پرچم مواد بازاریابی آنها.

فناوری کار می کند. میلیاردها ماژول هر سال ارسال می شود و اکثریت قریب به اتفاق دقیقاً همانطور که مشخص شده است عمل می کنند. چالش پیدا کردن تامین کنندگانی است که "دقیقاً همانطور که مشخص شده" شامل موارد گوشه ای است که شبکه شما در نهایت با آنها روبرو خواهد شد.