芯片的“極限挑戰(zhàn)”

從設(shè)計(jì)到完成測(cè)試歷經(jīng)上千道工序

隨著幾枚芯片依次被擺放進(jìn)一臺(tái)高低溫測(cè)試箱中，一場(chǎng)屬于它們的“極限挑戰(zhàn)”宣告開(kāi)始。測(cè)試箱在100秒內(nèi)，里面的溫度從90℃驟降至零下40℃，快速的溫變后性能是否如一，是檢驗(yàn)芯片在惡劣工作環(huán)境中可靠性的其中一個(gè)指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)室硬件工程師柯明在一旁，目不轉(zhuǎn)睛盯著電腦，仔細(xì)記錄芯片的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這些芯片先后經(jīng)歷了各種可靠性驗(yàn)證測(cè)試，包括芯片在超熱和超電壓下的耐久力、高溫高壓狀態(tài)下對(duì)濕氣的抵抗能力等。一張形狀如同眼睛的分析圖呈現(xiàn)在屏幕上，“眼圖”越清晰流暢，代表傳輸質(zhì)量越好。

“一枚芯片從設(shè)計(jì)出來(lái)到完成測(cè)試，需要?dú)v經(jīng)上千道工序。”實(shí)驗(yàn)室主任陳哲告訴記者，芯片的產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng)，每個(gè)環(huán)節(jié)都必須環(huán)環(huán)相扣，要求極高，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都可能導(dǎo)致這枚芯片無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。為了讓產(chǎn)品更好地走向市場(chǎng)，科研人員在實(shí)驗(yàn)室里設(shè)置各種“關(guān)卡”，讓芯片在一系列挑戰(zhàn)中完善各項(xiàng)性能。

光通信收發(fā)芯片，猶如一位“翻譯”，為光子與電子間的信息轉(zhuǎn)換架起橋梁。在5G前傳/中傳、云計(jì)算、光接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，市場(chǎng)追求速率更高、功耗更低、成本更低、性能更好的芯片。“我們的追求同樣永無(wú)止境。”陳哲說(shuō)，這幾年優(yōu)迅產(chǎn)品的研發(fā)投入占營(yíng)收比維持在16%左右。

芯片是整個(gè)信息社會(huì)的基石和心臟，也是推動(dòng)整個(gè)信息社會(huì)向前發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)驗(yàn)室所依托的廈企優(yōu)迅，早在20多年前就意識(shí)到，中國(guó)需要自己的芯片，繼而成為國(guó)內(nèi)最早投身光通信前端高速收發(fā)芯片的設(shè)計(jì)公司之一，多年來(lái)，在光通信芯片細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)不斷積累突破。

最近三年，實(shí)驗(yàn)室所承擔(dān)的3項(xiàng)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目均已完成開(kāi)發(fā)，這些重大項(xiàng)目都是目前超大規(guī)模高速數(shù)據(jù)中心和5G通信網(wǎng)絡(luò)的重要支撐產(chǎn)品。目前，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)完成多項(xiàng)政府項(xiàng)目，包括國(guó)家“863”計(jì)劃、科技部國(guó)際科技合作專項(xiàng)、工信部電子發(fā)展基金、省軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等項(xiàng)目，解決了我國(guó)高速光收發(fā)芯片面臨的一系列難題。

加快技術(shù)升級(jí)迭代

正研發(fā)800G速率光收發(fā)芯片

仔細(xì)觀察優(yōu)迅的發(fā)展之道就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它體量雖然不大，但持續(xù)走“專業(yè)化、精細(xì)化、特色化、新穎化”之路，深耕專業(yè)細(xì)分領(lǐng)域多年，最終成為擁有行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)的佼佼者。在更高端領(lǐng)域，廈門(mén)市光通信電芯片設(shè)計(jì)及驗(yàn)證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)始發(fā)力，實(shí)現(xiàn)厚積薄發(fā)。

此前，為滿足市場(chǎng)的迫切需求，優(yōu)迅于2021年推出了10G PON ONU和OLT系列收發(fā)芯片，在PON收發(fā)芯片領(lǐng)域形成了非常全面的產(chǎn)品布局，多個(gè)產(chǎn)品的性能、功能處于業(yè)界領(lǐng)先水平。如今，100G、400G速率收發(fā)芯片產(chǎn)品樣品也已研發(fā)成功，今后將有更多高速率的產(chǎn)品面世。

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新興技術(shù)的發(fā)展，全球數(shù)據(jù)中心流量以每年32%的速度飛速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心信息傳輸和處理能力面臨前所未有的巨大挑戰(zhàn)。

“我們正努力縮小與國(guó)外知名廠商的技術(shù)差距，研發(fā)800G速率的光收發(fā)芯片。”陳哲介紹，實(shí)驗(yàn)室在技術(shù)層面施行“研發(fā)一代、儲(chǔ)備一代”的策略，加快芯片迭代速度，800G超高速光收發(fā)芯片技術(shù)是實(shí)驗(yàn)室為下一代光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展儲(chǔ)備的先進(jìn)技術(shù)。

眼下，實(shí)驗(yàn)室持續(xù)聚焦光通信高端的高速收發(fā)芯片領(lǐng)域，努力滿足AI時(shí)代爆發(fā)性的數(shù)據(jù)需求，瞄準(zhǔn)50G PON收發(fā)芯片、100G~800G數(shù)據(jù)中心光模塊收發(fā)芯片以及128Gbaud/s相干模塊收發(fā)芯片等高端產(chǎn)品的研發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)品向高附加值方向發(fā)展，如開(kāi)發(fā)適用于5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、激光雷達(dá)、車(chē)載光通信等領(lǐng)域的高性能芯片。

名片

廈門(mén)市光通信電芯片設(shè)計(jì)及驗(yàn)證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

廈門(mén)市光通信電芯片設(shè)計(jì)及驗(yàn)證重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是依托廈門(mén)優(yōu)迅高速芯片有限公司建設(shè)的市級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。科研場(chǎng)所面積2500平方米，配置高端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)所需的研發(fā)測(cè)試設(shè)備及軟件近5000萬(wàn)元，包括光器件分析儀、寬帶示波儀、集成電路測(cè)試機(jī)、多通道誤碼儀、采樣示波器、眼圖儀、自動(dòng)金絲球焊機(jī)等高端精密設(shè)備，已建設(shè)完成先進(jìn)的可支持2.5G至400G速率的包括芯片級(jí)、器件級(jí)、模塊級(jí)、終端級(jí)、系統(tǒng)級(jí)的高速集成電路測(cè)試平臺(tái)和芯片TO封裝測(cè)試平臺(tái)。

經(jīng)過(guò)多年的創(chuàng)新探索，實(shí)驗(yàn)室具備了超高速運(yùn)放、PAM4線性接收、高速時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路、微處理器電路設(shè)計(jì)能力，掌握了CMOS、高速SiGe先進(jìn)的雙工藝設(shè)計(jì)能力，并形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)百余項(xiàng)，至今參與制定國(guó)家通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20余項(xiàng)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。

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