在当下, 因AI算力竞赛促使智算中心全端口处于满载运行状态, 光模块的散热能力以及交付效率, 已然成为系统稳定性方面的关键瓶颈
轨道交通, 对高速通信有着"散热与抗振"的双重要求。
跟随智能铁路、全自动驾驶地铁等新一代轨道交通系统加快落地, 列车内部的车载通信网络正承受一场深度的带宽升级。列车控制系统的实时指令传输, 车厢内出现数百路高清视频监控流的并发回传, 旅客信息系统（PIS）有海量多媒体对象的分发, 轨道交通针对车地之间以及内部之中高速数据传输的需求正以从未有的巨大速度攀升。400G级光传输速率正从数据中心迈向列车轨道并且是向着成为新一代轨道交通通信所依赖骨干支撑的迈步。
然而, 列车运行所处环境的严苛状况, 远远超过了常规的数据中心。轨道交通的电子设备, 要满足EN50155标准。这个标准规定, 要在 -25℃至 +70℃这么宽的温度范围之内, 稳定地开展工作。并且还要承受持续不断的振动, 以及频繁出现的冲击的考验。另外, 还必须具备优异的电磁兼容性, 也就是EMC。在强电磁干扰的环境当中, 保证通信不会发生中断。如下这般恶劣条件之下, 传统数据中心所使用的光模块常常难以承受重压, 散热不佳致使温升超出标准, 振动引起连接松动或者信号衰减, 这些情况都有可能致使通信链路中断, 进而直接对列车运行安全构成威胁。
芯瑞科技400G VR4 OSFP光模块而言, 其具备散热优势, 有着特定产品特性, 而这些恰好契合轨道交通场景的核心需求。该OSFP封装采用集成式散热顶盖设计, 还有更大的物理体积, 这使得它能够支持超过15W的高功耗模块运行, 即便处于列车密闭机柜内通风受限的恶劣散热条件下, 它依旧可以保持稳定工作温度。依据芯瑞科技凭借自行研究开发的能效优化算法以及光电协同设计从而达成的低功耗特点, 该产品于OSFP封装具备的优良散热能力之上, 进一步削减热耗, 切实减轻了车载系统级散热设计的负担。
芯瑞科技凭借垂直整合制造能力, 材料选择和工艺设计阶段能对强化抗振可靠性有针对性地进行, 从TO封装到器件耦合等核心工序可自主完成, 有能力满足工业级光模块宽温（-40℃至85℃）和抗振动等条件要求, 在抗振性能方面, OSFP封装机械结构物理刚性相对更强, 其锁紧机构与金属外壳设计能更好抵抗列车运行时持续出现的低频振动以及突发冲击。此外, 光信号于传输进程里, 天然地不会饱受电磁干扰所带来的影响, 再结合光模块的EMC优化设计, 能够确保在列车牵引电机这类强电磁干扰源的附近, 依旧可以达成稳定且没有误码情况的通信。
芯瑞科技400G VR4 OSFP光模块, 具备在50米内多模光纤上稳定高速传输的能力, 此能力还可与列车内部总线架构深度适配, 其中, 无论是驾驶室到车厢的控制信号传输, 还是车载视频监控数据的高效汇聚, 都能依托于OSFP封装的高散热能力与高可靠性得以实现。
对于航空航天这个领域而言, 其中光互连在极端环境的情景里边, 会面临着围绕"散热与可靠性" 所产生的双重考验。
于航空航天范畴之中, 光模块的运用正由地面测控站朝着星载系统迅速延展, 低轨卫星星座的大规模布置, 深空探测任务的数据回传需要, 以及机载航电系统的高速互联升级, 均就光模块于极端环境里的性能与可靠性给出了前所未有的难题。
四大关键词可概括航空航天场景的核心需求, 即"抗辐照、宽温域、抗冲击、轻量化"。宇航级光模块要承受发射阶段的剧烈冲击以及振动, 其最高可达10g以上, 在轨运行的时候需耐受宇宙射线与高能粒子辐射, 抗辐照剂量通常被要求大于100krad, 并且要在真空环境里实现高效散热。除此之外, 星载系统的重量和功耗预算极其有限, 这对光模块提出了小型化、轻量化的设计要求。
在智算中心场景里, 芯瑞科技400G VR4 OSFP光模块所打磨出的散热优势以及高可靠性设计, 和航空航天领域的需求存在高度重叠, 其采用集成式散热顶盖与大体积设计的OSFP封装, 即便处于真空中, 依旧能够发挥出高效热传导作用, 这对解决星载环境中散热路径单一且无法依赖强制风冷的难题有所帮助。与此同时, 芯瑞科技开展的光电协同设计所具备的低功耗这个特性, 切实地有效 lessen 了单位传输速率的功耗支出, 对于像卫星这类能源有限的平台来讲 , 这代表着更长的在轨工作寿命以及更小的电源系统负担。
针对抗冲击以及抗振动方面而言, 光模块所具备的天然物理保护, 是由OSFP封装的机械结构赐予的。芯瑞科技因垂直整合制造能力而拥有的全程工艺可控性, 也已然为依据更严格环境适应性测试标准进行适配奠定了基础, 具体表现为通过优化用于焊点的工艺、对关键元件实施加固以及采用更为厚实的金属外壳等一系列措施, 能够切实有效地使模块在处于发射冲击阶段时的存活率得到提升。就抗辐照性能这一项来讲, 在于器件选型以及封装工艺之上芯瑞科技展现出的自主可控能力, 为后续朝着宇航级标准提升提供开放了技术通道。
需要留意的是, 在航空航天范畴, 已然存在高速光模块应用的先前事例。中际旭创等公司所推出的星载光模块, 已然具备了100G/200G的速率, 借助碳化硅基板达成抗辐照剂量大于100krad, 从而满足卫星15年寿命的要求。华工科技所发布的星载光模块, 运用多层加固抗辐照材料以及小型化封装设计, 支持1.25G - 100Gbps的多速率卫星通信, 并能够应用于低轨卫星组网。作为 400G 级别的芯瑞科技 400G VR4 OSFP 光模块, 其传输速率远远超过当下主流星载方案, 它在带宽密度方面拥有代际优势。该产品结合 OSFP 封装面向 800G 乃至 1.6T 的平滑演进路径, 在支持未来更高带宽需求的卫星载荷数据传输时, 展现出清晰的技术升级空间, 为下一代星载光通信网络的升级预留了充裕余地。
快速地进行交付, 以及垂直方向上的整合, 这是关键行业所具有的"时间窗口"。
于轨道交通范畴之内, 以及航空航天范畴之中, 设备交付周期同样对项目成败有所关联。不论是新线开通之前的系统集成冲刺之事, 还是卫星发射窗口期的严格把控之举, 产业链当中任何一个环节出现迟滞状况, 都有可能致使整体进度出现延误情况。
芯瑞科技借由作出标准化交付方面的转型, 把交付周期从往日的数周给缩短成了数天, 凭借已然搭建好的400G高速光模块批量产线, 客户从确认订单开始到收到产品的那段窗口期被明显压缩了。针对轨道交通工程来讲呢, 这表明能够在系统联调阶段按时获取渴望的光模块, 规避因物料短缺致使的工期延误；对于航天任务而言, 快速的供应响应能力给任务窗口期的灵活调整供给了保障。
除此之外, 芯瑞科技于上游元器件端存在的垂直整合能力, 致使其能够独立自主去完成从TO封装直至器件耦合等核心工序的安排规划以及制造流程。这给轨道交通层面以及航空航天类别领域供应了更具深度的供应链安全。在至关紧要的元器件的挑选并决策运用以及定制化设计方面它拥有更高的自主程度, 就可以更加良好地去契合不一样领域规定的特殊认证条件。芯瑞科技所拥有的68项专利技术, 还有"国家高新技术企业"的资质认证, 以及"省级专精特新企业"的资质认证, 也为其进入对供应商资质要求极高的国防与航天领域增添了信任背书。
结语
芯瑞科技的400G VR4 OSFP光模块, 以OSFP封装具备散热优势作为技术基础, 融合了低功耗设计, 具备快速交付能力, 还有垂直整合制造体系, 在智算中心高密度部署场景里完成了充分的技术验证。当这一成熟的产品矩阵朝着轨道交通和航空航天延伸时, 其本身具有的散热冗余, 具备抗振性能, 以及标准化, 能够快速迭代的封装特性, 恰好构成了应对极端复杂环境的核心竞争力。因智能列车、低轨卫星对于数据传输带宽的需求不断往上攀升增长, 芯瑞科技的400G VR4 OSFP光模块, 有希望成为推动这两个关键领域通信基础设施实现升级的重要力量。