Kiudoptilisi mooduleid toodetakse kogu maailmas

 

Shenzheni tegelikkus. Keegi ei korralda messil esitlusi

 

Lendage Shenzhen Bao'ani, sõitke taksoga Longhuasse või Dalangi ja möödute neljakümne minutiga rohkemate optiliste transiiverite tehastest kui kogu Euroopas kokku. Tihedus on absurdne. Ühe hankimisreisi jooksul lugesin oma hotellist kahe-kilomeetri raadiuses kokku seitseteist eraldi SFP tootjat. Seitseteist. Mõned hõivavad terveid tööstusparke. Teised jagavad ühte korrust kirjeldamatus hoones, kus toimub survevalu ja LED-jõulutulesid valmistav ettevõte.

See on koht, kus helitugevus juhtub. Kuskil 60–70 protsenti maailma ühendatavatest optilistest transiiveritest tarnitakse Guangdongi provintsist. Täpne arv sõltub sellest, kuidas loendate -valmis mooduleid versus alamkoostud ja tühikomponentide komplektid,-kuid suurusjärk pole vastuoluline.

Tehased ulatuvad tõeliselt maailmatasemel -klassi 10K puhaste ruumide ja automatiseeritud stantsimisseadmetega töödest poodideni, kus olen jälginud, kuidas töötajad pintsettide abil stereomikroskoobi alla laserdioode käsitsi-paigutavad. Mõlemad tüübid tarnivad tooteid, mis läbivad samad vastavustestid. Erinevus ilmneb 18 kuud hiljem väljatõrgete määras, kuid selleks ajaks on moodul kellegi teise probleem.

 

Miks on Jaapan ikkagi olulisem, kui keegi tunnistab

 

Tarneahela kaartidelt on välja jäetud järgmine: kriitilised liitpooljuhtide komponendid-tegelikud footone-kiirgavad ja footoneid{2}}tuvastavad bitid-vooguvad endiselt valdavalt Jaapanist.

Sumitomo Electric. Mitsubishi Electric. Lumentumi Jaapani operatsioonid. Coherent'i pärand II-VI fab Toyamas. Need seadmed toodavad DFB laserkiipe, EML-saatjaid ja kiireid{5}}fotodioode, mida Hiina monteerijad ei suuda veel samaväärse jõudlustasemega kopeerida. 1310 nm jahutamata EML-id, mis töötavad teie hüperskaalari 400G-DR4 moodulites? Valdav osa Jaapani räni. Kas teie EDFA-de{12}}võimsusega pumplaserid? Jaapani. Laviini fotodioodid teie OTDR-is? Jaapani.

Materjaliteaduse lünk on tõeline. Indiumfosfiidi epitaksiaalsete kihtide kasvatamine suure tootlikkusega DFB-restide jaoks vajaliku ühtlusega{1}} nõuab aastakümneid institutsionaalseid teadmisi, mida ei edastata omandatud IP või palgatud inseneride kaudu. MOCVD reaktori retseptid on patenteeritud kuni gaasi voolukiiruste ja temperatuuriprofiilideni. Vaikivad teadmised elavad protsessiinseneride peades, kes on samu tööriistu kasutanud kakskümmend aastat.

Veetsin üks kord kolm päeva Jaapani lasertehases. Vaatas, kuidas tehnik lükkas terve vahvli tagasi, kuna fotoluminestsentsi spekter näitas 2 nm lainepikkuse nihet sihtmärgist. Kaks nanomeetrit. Tõenäoliselt oleks vahvel andnud toimivaid seadmeid. Kuid "funktsionaalne" ei olnud spetsifikatsioon-"spetsifikatsioon -40 kraadi juures üle 20 aasta" oli spetsifikatsioon ja see 2 nm nihe viitas sellele, et midagi oli kasvuprotsessis triivinud.

Seda kultuuri ei ehita viie aastaga.

 

Komponentide kestamäng

 

Jälgige tegelikke osi läbi "made in China" optilise transiiveri ja leiate geograafiatunni.

Laserdioodid: Jaapan, kus Hiina kodumaiste tarnijate, nagu Accelink, konkurents kasvab madalamate{0}}kiiruste osade pärast. 25G PAM4 ja kõrgema jõudluse erinevus on endiselt märkimisväärne.

Draiveri ja TIA integraallülitused: TSMC fotoonika{0}}külgnevate protsesside ja Hsinchus asuvate muinasjuttude projekteerimismajade kaudu domineerib Taiwan. Semtech, Macom ja Broadcom salvestavad kõik seal. Hiina on kümne aasta jooksul üritanud vähese eduga luua kodumaiseid alternatiive{3}}ainuüksi EDA tööriistad loovad sõltuvusahelaid.

Optilised isolaatorid ja tsirkulatsioonipumbad: praegu peamiselt Hiina. Casix, Agiltroni Hiina ettevõtted ja tosin väiksemat tegijat Fuzhous on need komponendid sisuliselt kaubaks muutnud. Datacomi jaoks on kvaliteet hea.

Fiibermassiivi ühikud ja ümbrised: Jaapani täppistootmine tagab endiselt kitsa -tolerantsiga MT hülsside. Hiina tarnijad haldavad helitugevust tavaliste LC/SC pistikutega.

Keraamilised pakendid ja alused: jagatud Jaapani spetsialistide, nagu Kyocera, ja Hiina hulgitootjate vahel. Suure võimsusega{1}}saatjate soojusjuhtimise nõuded eelistavad endiselt Jaapani allikaid.

PCB-d ja painduvad ahelad: Taiwan ja Mandri-Hiina, mõned Jaapani tarnijate spetsiaalsed kõrgsagedusplaadid{0}.

 

Tariifirüselus

 

2018. aasta tariifid muutsid tööstuse tootmisgeograafiat viisil, mis on endiselt välja kujunemas.

Enne jaotist 301 oli arvutus lihtne: valmistatakse Hiinas omahinna eest, saadetakse maailma. Hüperskaalajad ja ettevõtted ostsid levitamise või otse kaudu, maksid Hiina hinda ega mõelnud palju päritoluriigile.

Siis maandusid 25% tariifid. Järsku pidi iga ostujuht mõistma erinevust HTS-koodide, oluliste teisendusreeglite ja selle vahel, mida CBP silmis täpselt tähendab "tootmine" ja "kokkupanek".

Esialgne reaktsioon oli kaos. Ma tean ettevõtteid, kes sõna otseses mõttes lennutasid{1}}osaliselt kokkupandud mooduleid Mehhikosse lõplikuks komplekteerimiseks, kleepisid neile sildi „Mehhikos kokku pandud” ja lootsid, et tariifid jäävad kehtima. Mõned pääsesid sellega. Mõned mitte. Jõustamine oli-ja jääb-ebajärjekindlaks.

Kogenumad mängijad lõid tegeliku tootmise kohaloleku tariifide{0}}sõbralikes kohtades. Vietnam meelitas märkimisväärseid investeeringuid. Malaisias tõusis ülevool. Tais tehti paar operatsiooni. Innolight avas rajatise Tijuanas. FS ehitas välja Mehhiko võimsuse.

Kuid siin on asi, millest keegi ei räägi: komponentide tarneahelad ei liikunud. Laserdioodid on ikka pärit Jaapanist. Juhi IC-d pärinevad endiselt Taiwanist. Passiivne optika pärineb endiselt Hiinast. Vietnamis lõplik kokkupanek ei välista Hiinaga kokkupuudet-, vaid lisab logistilist hüpet ja probleeme vastavusega.

Hüperskaalajad õppisid sellega elama. Neil on ostumeeskonnad, kes ei tee muud, kui haldavad tariife. Väiksemad ostjad jäid peale.

 

Mis tegelikult toimub puhtas ruumis

 

Enamiku optiliste transiiverite sisu saate lugeda tegelikust tootmisprotsessist. Läikivad tehaseekskursiooni videod näitavad roboteid ja säravaid seadmeid. Tegelikkus on keerulisem.

Liimimine: laser- või VCSEL-kiip kinnitatakse aluspinna külge, kasutades eutektilist jootet-tavaliselt kuld-tina 280-kraadise nurga all -või juhtivat epoksiidi. Paigutuse täpsus on oluline. Serva kiirgavate laserite puhul on kiudude südamiku tabamiseks vaja külgjoondust mõne mikroni piires. VCSEL-ide puhul, mis räägivad mitmemoodilise kiuga, on tolerantsid lõdvemad, kuid paigutate massiivi mitu emitterit.

Olen näinud, kuidas kogenud operaatorid saavutavad esimese{0}}saagiga liimimise tootluse üle 95%. Olen ka vaadanud, kuidas vähem kogenud operaatorid hävitavad kalleid laserribasid, kuumutades neid tagasivoolu ajal üle. Erinevus seisneb puudutuses, mustrituvastuses, teadmises, millal on jootekoht õige ja millal midagi valesti läks.

Traadi ühendamine: Kuld- või alumiiniumtraadid ühendavad matriitsi vooluringi jälgedega. RF-kriitiliste ühenduste-kiire-signaali teed draiverist modulaatorini-kasutate induktiivsuse vähendamiseks lintsidet. Traatsidemed näevad välja triviaalsed, kuid need on peamiseks saagikuse piirajaks. Üks saastunud sidepadi, üks valesti paigutatud silmus, mis lühistub järgmise jäljega ja moodul ebaõnnestub viimases testis.

Kiudude kinnitamine: laseri valguse viimine kiududesse nõuab joondamise täpsust, mis piirneb absurdiga. Aktiivsed joondussüsteemid juhivad kiu asendisse, mis maksimeerib ühendatud võimsust, seejärel UV-kõvastuv epoksiid külmutab kõik oma kohale. Epoksiid kahaneb kõvenemise ajal veidi. Head protsessiinsenerid kompenseerivad. Halvad protsessiinsenerid imestavad, miks nende saagikus langes.

Hermeetiline tihendus: suure{0}}kindlusega moodulid suletakse kuiva lämmastiku all aknaga metallpurgis. Pitsat peab telekomikeskkonnas vastu pidama 20 aastat. Õmbluskeevitus või takistuskeevitus teeb selle töö ära. Laserkeevitus on kiirem, kuid tekitab termilise pinge.

Kõik need sammud võivad olla automatiseeritud, pool{0}}automatiseeritud või käsitsi sooritatavad. Seadmete maksumus on vastavalt skaalal. Täielikult automatiseeritud 400G tootmisliin koosneb kaheksakohalisest numbrist. Käsiliini saab seadistada alla 500 000 dollari eest. Mõlemad toodavad töömooduleid. Erinevus ilmneb järjepidevuses, läbilaskevõimes ja{8}}pikaajalises töökindluses.

 

 

Testimine on koht, kus nurgad läbi lõigatakse

 

Korralikult testitud optiline transiiver läbib kinda:

Parameetriline testimine toatemperatuuril: optiline võimsus, ekstinktsioonisuhe, vastuvõtja tundlikkus, silmadiagrammi maski vastavus. See on lauapanused. Kõik teevad seda.

Temperatuuri tsükkel: tehke samad testid temperatuuril -40 kraadi , +85 kraadi ja mitme punkti vahel. See on koht, kus marginaalsed üksused ebaõnnestuvad. Laseri lävivool nihkub koos temperatuuriga. Soojuspaisumise pinged surevad sidemed. Vastuvõtja tundlikkus halveneb fotodioodi tumevoolu suurenedes.

Põlemine-sisse: käitage mooduleid kõrgendatud temperatuuril pideva liikluse korral 24, 48 või 168 tundi olenevalt kliendi nõudmistest. Imikute suremus ebaõnnestub esimese paarisaja tunni jooksul. Nende püüdmine enne saatmist on odavam kui andmekeskuses püüdmine.

Siin on probleem: testimine maksab raha ja võtab aega. Temperatuurikambrid ei ole tasuta. Põlemine-kulutab põrandapinda. Iga tund, mil moodulit testitakse, on tund, mil seda ei tarnita.

Surve katseaja vähendamiseks on konstantne. Moodul, mis vajab 168-tundi põlemist-, kuid saab selle asemel 24 tundi, töötab tõenäoliselt hästi. Tõenäoliselt. Rikkejaotus nihkub-selle asemel, et teie tehases rikki minna, vaid vähesel määral halvad seadmed lähevad kolm kuud hiljem kliendi riiulisse rikki.

Olen näinud, et samaväärset kvaliteeditaset nõudvate tarnijate testide ulatus varieerub suurusjärgus. Kliendi spetsifikatsioonis on kirjas "põletamine on vajalik". See ei ütle, kui kauaks, millisel temperatuuril või millise liiklusmustriga.

Küsige oma tarnijalt, kuidas nende testide katvus tegelikult välja näeb. Enamik ei vasta ausalt. Need, kes soovivad, on tavaliselt need, kellelt soovite osta.

 

Ühilduvate moodulite turg

 

Suuremad lülitite müüjad -Cisco, Arista, Juniper- nõuavad oma kaubamärgiga optiliste moodulite eest märkimisväärset lisatasu. Cisco-kaubamärgiga 100G-LR4 hind võib olla 3500 dollarit. Shenzheni monteerija "ühilduv" ekvivalent maksab 300–600 dollarit.

Moodulid kasutavad identseid või peaaegu{0}}identseid komponente. Laserdioodid pärinevad samadelt Jaapani tarnijatelt. Draiveri IC-d on samad Semtechi osad. Erinevus on järgmine: OEM-moodul läbis müüja kvalifitseerimisprogrammi ja ühilduv moodul mitte.

Mõned ühilduvad moodulid töötavad veatult aastaid. Mõned ebaõnnestuvad viisil, mis on tüütu, kuid juhitav. Mõned ebaõnnestuvad viisil, mis võtab tootmisvõrgu kell 2 öösel maha ja loob näpu-osutamise teie lüliti müüja TACi ja mooduli tarnija müügiesindaja vahele.

Tõrkerežiim, mida olen kõige sagedamini näinud: soojusjuhtimine püsivalt suurel{0}}ribalaiusega töötamisel. Moodul töötab laboris hästi. See töötab esimese kuu jooksul hästi. Siis saabub suvi, andmekeskus töötab paar kraadi soojemalt, moodul töötab 3 kraadi kuumemalt kui kavandatud marginaal ja laser vananeb enneaegselt.

Suurema osa sellest saate vältida, kui ostate usaldusväärsetelt kolmandatest osapooltest{0}}tarnijatelt ja tehke ise kvalifikatsioonitestid. Kulude kokkuhoid on seotud tuhandete moodulitega. Kuid te peate tegelikult testima, mitte lihtsalt eeldama, et spetsifikatsioonileht räägib tõtt.

 

 

Kes mida ja kus teeb: umbkaudne juhend

 

Mida 800G ja CPO geograafia jaoks tähendavad

 

Üleminek 800G-le muudab asju. Võimsuse tihedus suureneb. Termilised väljakutsed mitmekordistuvad. DSP keerukus tõuseb.

800G juures on signaali terviklikkuse piir{1}}õhukesed. PAM4 kiirusega 100+ gigabaudi raja kohta nõuab DSP-rakendusi, mida saavad teostada vaid vähesed ettevõtted. Marvell. Broadcom. Credo. Võib-olla üks või kaks Hiina mängijat järgmises põlvkonnas.

Järeldus: 800G koondab disainivõime vähemate käte kätte isegi siis, kui koost jääb laiali. Shenzhenis saate endiselt ehitada 800G mooduleid, kuid ostate räni väikeselt tarnijate oligopolilt.

Kaas{0}}pakendatud optika lükkab edasi. Kui transiiveri funktsioon integreerub lüliti ASIC-paketti, nihkub tootmine moodulitehastelt pooljuhtide tootjatele. Pudelikaelaks saavad TSMC ja Intel, mitte Longhua tööstuspark.

See on aastate kaugusel tavakasutusest. Aga see tuleb. Ja see restruktureerib seda, kes mida ja kus teeb, viisil, mis pole veel ilmne.

 

Praktilised nõuanded inimestele, kes seda kraami ostavad

 

Kui juurutate tuhandeid mooduleid aastas:

Kvalifitseerige mitu tarnijat. Tariifide olukord võib muutuda. Tarnijad võivad turult lahkuda. Ühe allika-risk on reaalne ja see hammustab teid lõpuks.

Tegelikult testige sissetulevat kvaliteeti. Ärge usaldage ainult müüja vastavussertifikaati. Käivitage näidis läbi oma testiseadistuse. Jälgige rikete määra tarnija, kuupäevakoodi ja partii järgi.

Saate aru, kust komponendid pärinevad. Teie USA-toodetud moodulil võib olla olulisi Hiinast pärit komponente. Teie "Hiina-tasuta" moodul ei pruugi olla nii Hiina-vaba, nagu müügiesindaja väidab. Tarneahelad on läbipaistmatud ja stiimulid päritolu varjamiseks on märkimisväärsed.

Kui teete väiksemat toimingut:

Ostke väljakujunenud{0}}kolmandatelt osapooltelt tarnijatelt, kellel on tõelised insenerimeeskonnad, mitte kaubandusettevõtetelt, kes muudavad selle nädala kõige odavamat kaubamärki. Hea ja visandliku hinnavahe on ehk 20%. Usaldusväärsuse erinevus on lõpmatu, kui teete lingi klappide tõrkeotsingut kell 3 öösel.

Kõigile:

Tootmisgeograafia loeb vähem kui tootmiskvaliteet. Hästi-juhitud tehas Shenzhenis toodab paremaid mooduleid kui halvasti{2}}juhitud tehas Ameerikas. Hinnake tarnijaid nende protsesside, testide ulatuse, väljatõrkemäärade,-mitte nende turundusmaterjalide lipu järgi.

Tehnika töötab. Igal aastal tarnitakse miljardeid mooduleid ja enamik töötab täpselt nii, nagu on ette nähtud. Väljakutse seisneb selles, et leida tarnijaid, kelle "täpselt määratud" hulka kuuluvad nurgapealsed juhtumid, millega teie võrk lõpuks kokku puutub.