Fiber Optik Modüller Dünya Çapında Üretilmektedir

 

Kimsenin Ticaret Fuarı Sunumlarına Koymadığı Shenzhen Gerçeği

 

Shenzhen Bao'an'a uçun, Longhua veya Dalang'a bir taksiye binin ve kırk dakika içinde tüm Avrupa'daki toplamdan daha fazla optik alıcı-verici fabrikasının yanından geçeceksiniz. Yoğunluk saçma. Bir kaynak bulma gezisi sırasında otelimin iki-kilometrelik yarıçapında on yedi ayrı SFP üreticisi saydım. On yedi. Bazıları sanayi parklarının tamamını işgal ediyor. Diğerleri ise enjeksiyonlu kalıplama operasyonu ve LED Noel ışıkları üreten bir şirket ile sıradan bir binanın tek katını paylaşıyor.

Hacmin gerçekleştiği yer burasıdır. Dünyadaki takılabilir optik alıcı-vericilerin yüzde 60 ila 70'i Guangdong eyaletinden gönderiliyor. Tam sayı,-bitmiş modülleri, alt montajları ve çıplak bileşen kitlerini- nasıl saydığınıza bağlıdır, ancak büyüklüğü tartışmalı değildir.

Fabrikalar, Sınıf 10K temiz odalar ve otomatik kalıp bağlama makineleriyle gerçek anlamda birinci sınıf operasyonlardan-işçilerin stereo mikroskop altında cımbız kullanarak lazer diyotları elle-yerleştirmesini izlediğim mağazalara kadar çeşitlilik gösteriyor. Her iki tip de aynı uygunluk testlerini geçen ürünleri gönderir. Fark, on sekiz ay sonra sahadaki başarısızlık oranlarında ortaya çıkıyor, ancak o zamana kadar modül başka birinin sorunu haline geliyor.

 

Japonya Neden Hala Herkesin Kabul Ettiğinden Daha Önemli?

 

Tedarik zinciri haritalarının atladığı şey şu: Kritik bileşik yarı iletken bileşenler-gerçek foton-yayan ve foton-algılayan bitler- hâlâ ağırlıklı olarak Japonya'dan geliyor.

Sumitomo Elektrik. Mitsubishi Elektrik. Lumentum'un Japonya operasyonları. Coherent'in Toyama'daki eski II-VI fabrikası. Bu tesisler, Çinli montajcıların henüz eşdeğer performans düzeylerinde kopyalayamadığı DFB lazer çiplerini, EML vericilerini ve yüksek-hızlı fotodiyotları üretiyor. Hiper ölçekleyicinizin 400G-DR4 modüllerinde çalışan 1310 nm soğutmasız EML'ler mi var? Ezici bir şekilde Japon silikonu. EDFA'larınızdaki yüksek-güçlü pompa lazerleri mi? Japonca. OTDR'nizdeki çığ fotodiyotları mı? Japonca.

Malzeme bilimi açığı gerçektir. Yüksek verimli DFB ızgaraları için gereken tekdüzelik ile indiyum fosfit epitaksiyel katmanların büyütülmesi, edinilen IP veya işe alınan mühendisler aracılığıyla aktarılmayan, onlarca yıllık kurumsal bilgi gerektirir. MOCVD reaktör tarifleri, gaz akış hızlarına ve sıcaklık profillerine kadar özeldir. Örtülü bilgi, yirmi yıldır aynı araçları çalıştıran süreç mühendislerinin kafalarında yaşıyor.

Bir keresinde bir Japon lazer fabrikasında üç gün geçirmiştim. Bir teknisyenin, fotolüminesans spektrumu hedeften 2 nm dalga boyu kayması gösterdiği için levhanın tamamını reddettiğini izledi. İki nanometre. Gofret muhtemelen işlevsel cihazlar üretmiş olurdu. Ancak spesifikasyon "işlevsel" değildi-"20 yıl boyunca -40 derece spesifikasyon dahilinde" spesifikasyondu ve bu 2 nm'lik değişim, büyüme sürecinde bir şeylerin saptığını gösteriyordu.

Bu kültürü beş yılda inşa edemezsiniz.

 

Bileşen Kabuğu Oyunu

 

"Çin malı" optik alıcı-verici aracılığıyla gerçek parçaları takip ettiğinizde bir coğrafya dersi bulacaksınız.

Lazer diyotlar: Japonya, Accelink gibi Çinli yerli tedarikçilerin düşük-hızlı parçalar konusunda artan rekabetiyle. 25G PAM4 ve üzeri performans farkı hala önemli.

Sürücü ve TIA entegre devreleri: Tayvan, TSMC'nin fotonik{0}bitişik süreçleri ve Hsinchu'daki kusursuz tasarım evleri aracılığıyla hakim konumdadır. Semtech, Macom ve Broadcom'un hepsi kasette. Çin, on yıldır sınırlı bir başarı elde ederek yerel alternatifler oluşturmaya çalışıyor-tek başına EDA araçları bağımlılık zincirleri yaratıyor.

Optik izolatörler ve sirkülatörler: Artık çoğunlukla Çinliler. Casix, Agiltron'un Çin operasyonları ve Fuzhou'daki bir düzine küçük oyuncu esasen bu bileşenleri metalaştırdı. Datacom için kalite iyidir.

Fiber dizi birimleri ve yüksükler: Japon hassas üretimi hâlâ sıkı-toleranslı MT yüksüklerine öncülük ediyor. Çinli tedarikçiler standart LC/SC konektörlerindeki hacmi yönetiyor.

Seramik paketler ve alt montajlar: Kyocera gibi Japon uzmanlar ile Çinli hacim üreticileri arasında bölünmüştür. Yüksek-güçlü vericilere yönelik termal yönetim gereksinimleri hâlâ Japon kaynaklarının lehinedir.

PCB'ler ve esnek devreler: Tayvan ve Çin anakarası; Japon tedarikçilerden bazı özel yüksek-frekans kartları.

 

Tarife Mücadelesi

 

2018 tarifeleri, sektörün üretim coğrafyasını halen devam eden şekillerde yeniden şekillendirdi.

Bölüm 301'den önce hesaplama basitti: Maliyet karşılığında Çin'de üretim yapın, dünyaya gönderin. Hiper ölçekleyiciler ve işletmeler dağıtım yoluyla veya doğrudan satın alıyor, Çin bedelini ödüyor ve menşe ülke hakkında fazla düşünmüyorlardı.

Daha sonra %25 tarifeler geldi. Birdenbire her satın alma yöneticisinin HTS kodları, önemli dönüşüm kuralları arasındaki farkı ve CBP'nin gözünde "imalat" ile "montaj"ın tam olarak neyin oluşturduğunu anlaması gerekti.

İlk tepki kaostu. Kısmen monte edilmiş modülleri son kit için Meksika'ya hava yoluyla-gönderen, üzerlerine "Meksika'da Montajlı" etiketleri yapıştıran ve tarife muafiyetinin geçerli olmasını ümit eden şirketleri tanıyorum. Bazıları bundan kurtuldu. Bazıları bunu yapmadı. Yaptırımlar-tutarsızdı ve-tutarsız olmaya devam ediyor.

Daha bilgili oyuncular tarife dostu yerlerde fiili üretim varlığı oluşturdular. Vietnam önemli miktarda yatırım çekti. Malezya bir miktar taşma yakaladı. Tayland birkaç operasyon geçirdi. Innolight Tijuana'da bir tesis açtı. FS, Meksika'nın kapasitesini geliştirdi.

Ancak kimsenin bahsetmediği şey şu: bileşen tedarik zincirleri hareket etmedi. Lazer diyotlar hala Japonya'dan geliyor. Sürücü IC'leri hala Tayvan'dan geliyor. Pasif optikler hala Çin'den geliyor. Son montajın Vietnam'da yapılması Çin'in maruz kalmasını ortadan kaldırmaz-sadece lojistikte bir sıçrama ve uyumluluk sorunu yaratır.

Hiper ölçekleyiciler bununla yaşamayı öğrendi. Tarife maruziyetini yönetmek dışında hiçbir şey yapmayan satın alma ekipleri var. Küçük alıcılar sıkıştı.

 

Temiz Odanın İçinde Gerçekte Neler Oluyor?

 

Okuyacağınız çoğu optik alıcı-verici içeriği, gerçek üretim sürecini özetler. Parlak fabrika turu videoları robotları ve ışıltılı ekipmanları gösteriyor. Gerçek ise daha karmaşıktır.

Kalıpla yapıştırma: Lazer veya VCSEL çipi, ötektik lehim-tipik olarak altın-280 derecede kalay -veya iletken epoksi kullanılarak bir alt montaj parçasına bağlanır. Yerleştirme doğruluğu önemlidir. Kenar- yayan lazerlerde, fiber çekirdeğe çarpmak için birkaç mikron içinde yanal hizalamaya ihtiyacınız vardır. Çok modlu fiberle konuşan VCSEL'ler için toleranslar daha gevşektir ancak bir diziye birden fazla yayıcı yerleştiriyorsunuz.

Deneyimli operatörlerin kalıp bağlamada ilk-geçiş veriminin %95'in üzerinde olduğunu gördüm. Ayrıca daha az deneyimli operatörlerin pahalı lazer çubuklarını yeniden akış sırasında aşırı ısıtarak yok ettiğini de izledim. Aradaki fark, dokunma, desen tanıma, lehim bağlantısının ne zaman doğru göründüğünü ve bir şeylerin ters gittiğinin bilinmesidir.

Tel bağlama: Altın veya alüminyum teller kalıbı devre izlerine bağlar. RF-kritik bağlantılarında-sürücüden modülatöre kadar-yüksek hızlı sinyal yolları-endüktansı azaltmak için şerit bağlamayı kullanırsınız. Tel tahviller önemsiz gibi görünse de büyük bir getiri sınırlayıcıdır. Kirlenmiş bir bağ pedi, bir sonraki ize kısa devre yapan yanlış yerleştirilmiş bir döngü ve modül son testi geçemez.

Fiber bağlantısı: Lazerden gelen ışığı fibere almak, saçmalık sınırında bir hizalama hassasiyeti gerektirir. Aktif hizalama sistemleri, fiberi birleşik gücü en üst düzeye çıkaracak konuma yönlendirir, ardından UV-kürlemeli epoksi her şeyi yerinde dondurur. Epoksi kürlenme sırasında hafifçe büzülür. İyi süreç mühendisleri bunu telafi eder. Kötü süreç mühendisleri verimlerinin neden düştüğünü merak ediyor.

Hermetik sızdırmazlık: Yüksek-güvenilirliğe sahip modüller, pencereli metal bir kutu içinde kuru nitrojen altında mühürlenir. Mührün telekom ortamında 20 yıl süreyle geçerli olması gerekiyor. Dikiş kaynağı veya direnç kaynağı işi yapar. Lazer kaynağı daha hızlıdır ancak termal strese neden olur.

Bu adımların her biri otomatik, yarı{0}}otomatik veya manuel olarak gerçekleştirilebilir. Ekipman maliyetleri buna göre ölçeklenir. Tam otomatik bir 400G üretim hattı sekiz haneli rakama ulaşıyor. 500 bin doların altında bir fiyata manuel hat kurulabilir. Her ikisi de çalışma modülleri üretir. Fark, tutarlılık, verimlilik ve uzun-vadeli güvenilirlikte kendini gösteriyor.

 

 

Test, Köşelerin Kesildiği Yerdir

 

Düzgün bir şekilde test edilmiş bir optik alıcı-verici bir eldivenden geçer:

Oda sıcaklığında parametrik testler: optik güç, sönme oranı, alıcı hassasiyeti, göz diyagramı maskesi uyumu. Bu masa bahisleri. Bunu herkes yapıyor.

Sıcaklık döngüsü: aynı testleri -40 derece , +85 derece ve aralarındaki birkaç noktada çalıştırın. Marjinal birimlerin başarısız olduğu nokta burasıdır. Lazer eşik akımı sıcaklıkla birlikte değişir. Termal genleşme kalıp bağlarını zorlar. Fotodiyot karanlık akımı arttıkça alıcı hassasiyeti düşer.

Yakma:{0}}Müşteri gereksinimlerine bağlı olarak modülleri yüksek sıcaklıkta sürekli trafik altında 24, 48 veya 168 saat boyunca çalıştırın. Bebek ölümlerindeki başarısızlıklar ilk birkaç yüz saatte meydana gelir. Bunları sevkıyattan önce yakalamak, veri merkezinde yakalamaktan daha ucuzdur.

Sorun şu: Test yapmak paraya mal oluyor ve zaman alıyor. Sıcaklık odaları ücretsiz değildir. Yakma-taban alanını tüketir. Bir modülün teste tabi tutulduğu her saat, gönderilmediği bir saattir.

Test süresini kısaltma baskısı sabittir. 168-saatlik yazma-gerektiren ancak bunun yerine 24 saat süren bir modül muhtemelen düzgün çalışacaktır. Muhtemelen. Arıza dağılımı değişir-fabrikanızda arıza yapmak yerine, çok az kötü olan birimler üç ay sonra müşterinin rafında arızalanır.

Test kapsamının, eşdeğer kalite seviyeleri talep eden tedarikçiler arasında büyüklük sırasına göre farklılık gösterdiğini gördüm. Müşteri spesifikasyonunda "yazma-gerekli" yazıyor. Ne kadar süreyle, hangi sıcaklıkta veya hangi trafik düzeni altında olduğu söylenmiyor.

Tedarikçinize test kapsamının gerçekte nasıl göründüğünü sorun. Çoğu dürüstçe cevap vermeyecek. Alacak olanlar genellikle satın almak istediğiniz kişilerdir.

 

Uyumlu Modül Pazarı

 

Büyük anahtar satıcıları-Cisco, Arista, Juniper-markalı optik modülleri için önemli miktarda prim talep ediyor. Cisco-markalı 100G-LR4'ün fiyatı 3.500 ABD Doları olabilir. Shenzhen'li bir montajcının "uyumlu" eşdeğeri 300-600 dolardır.

Modüller aynı veya{0}yakına yakın bileşenleri kullanır. Lazer diyotlar aynı Japon tedarikçilerden geliyor. Sürücü entegreleri aynı Semtech parçalarıdır. Aradaki fark şudur: OEM modülü satıcının yeterlilik programından geçmiş, uyumlu modül ise geçmemiştir.

Bazı uyumlu modüller yıllarca kusursuz çalışır. Bazıları can sıkıcı ama yönetilebilir şekillerde başarısız oluyor. Bazıları, sabah saat 2'de bir üretim ağını çökertecek ve anahtar tedarikçinizin TAC'si ile modül tedarikçinizin satış temsilcisi arasında parmak-işareti oluşturacak şekilde başarısız olur.

En sık karşılaştığım hata modu: Sürekli yüksek-bant genişliğinde çalışma altında termal yönetim. Modül laboratuarda iyi çalışıyor. Üretimdeki ilk ay sorunsuz çalışıyor. Ardından yaz gelir, veri merkezi birkaç derece daha sıcak çalışır, modül tasarım marjından 3 derece daha sıcak çalışır ve lazer erken yaşlanır.

Saygın üçüncü{0}parti tedarikçilerden satın alarak ve kendi yeterlilik testinizi yaparak bu durumun çoğundan kaçınabilirsiniz. Binlerce modülden oluşan maliyet tasarrufu. Ancak testi gerçekten yapmalısınız, sadece teknik özellik sayfasının doğruyu söylediğini varsaymamalısınız.

 

 

Kim Neyi Nerede Yapıyor: Kaba Bir Kılavuz

 

Coğrafya için 800G ve CPO Ne İfade Ediyor?

 

800G'ye geçiş bazı şeyleri değiştiriyor. Güç yoğunluğu artar. Termal zorluklar çoğalır. DSP'nin karmaşıklığı artıyor.

800G'de sinyal bütünlüğü marjları çok incedir-. Şerit başına 100+ gigabaud değerindeki PAM4, yalnızca birkaç şirketin yürütebileceği DSP uygulamalarını gerektirir. Marvell. Broadcom. Credo. Belki gelecek nesilde bir veya iki Çinli oyuncu olabilir.

Bunun anlamı: 800G, montaj dağıtılmış halde kalsa bile tasarım yeteneğini daha az sayıda elde birleştiriyor. Shenzhen'de hala 800G modülleri inşa edebilirsiniz, ancak silikonu küçük bir tedarikçi oligopolünden satın alıyorsunuz.

Birlikte-paketlenmiş optikler bunu daha da ileriye taşıyor. Alıcı-verici işlevi anahtar ASIC paketine entegre edildiğinde üretim, modül fabrikalarından yarı iletken fabrikalara doğru kayar. Longhua endüstri parkı değil, TSMC ve Intel darboğaz haline geliyor.

Bu, ana dağıtımdan yıllar uzakta. Ama geliyor. Ve henüz belli olmayan şekillerde kimin neyi nerede yaptığını yeniden yapılandıracak.

 

Bu Eşyaları Alacak Kişilere Pratik Tavsiyeler

 

Yılda binlerce modül dağıtıyorsanız:

Birden fazla tedarikçiyi nitelendirin. Tarife durumu değişebilir. Tedarikçiler piyasadan çıkabilir. Tek-kaynak riski gerçektir ve eninde sonunda canınızı sıkacaktır.

Aslında gelen kaliteyi test edin. Yalnızca satıcının uygunluk sertifikasına güvenmeyin. Kendi test kurulumunuzda bir örnek çalıştırın. Arıza oranlarını tedarikçiye, tarih koduna ve partiye göre izleyin.

Bileşenlerin nereden geldiğini anlayın. "ABD-üretimi" modülünüz Çin'den gelen kritik bileşenlere sahip olabilir. "Çin-ücretsiz" modülünüz, satış temsilcisinin iddia ettiği kadar Çin-ücretsiz olmayabilir. Tedarik zincirleri şeffaf değildir ve menşei gizlemeye yönelik teşvikler önemlidir.

Daha küçük bir işlem yürütüyorsanız:

Bu hafta en ucuz olanı yeniden markalayan ticaret şirketlerinden değil, gerçek mühendislik ekiplerine sahip yerleşik üçüncü-taraf tedarikçilerden satın alın. İyi ile yarım yamalak arasındaki fiyat farkı belki %20'dir. Saat 03.00'te bağlantı kapaklarındaki sorunları giderirken güvenilirlik farkı sonsuzdur.

Herkes için:

Üretim coğrafyası üretim kalitesinden daha az önemlidir. Shenzhen'deki-iyi yönetilen bir fabrika, Amerika'daki-kötü yönetilen bir fabrikadan daha iyi modüller üretir. Tedarikçileri, pazarlama materyallerinin üzerindeki işarete göre değil,-sürecine, test kapsamına ve sahadaki başarısızlık oranlarına göre değerlendirin.

Teknoloji işe yarıyor. Her yıl milyarlarca modül gönderiliyor ve büyük çoğunluğu tam olarak belirtildiği gibi çalışıyor. Buradaki zorluk, ağınızın eninde sonunda karşılaşacağı önemli durumları "tam olarak belirtildiği gibi" içeren tedarikçileri bulmaktır.