PG电子光模块是光纤通讯中的紧张构成片面:是实行光信号传输历程中光电转换和电光转换功效的光电子 器件。光模块由光器件、功效电道和光接口组件等构成,个中中枢组成器件是光收发器件,要紧包 括TOSA,ROSA设备。 光模块的是杀青光电转换的器件,正在光模块的发送端电信号转换成光信号,通过光纤传送后,收受 端再把光信号转换成电信号。
数通市集是光模块增速最速的市集:光模块目前要紧使用市集席卷数通市集、电信市集 和新兴市集,个中数通市集增速最速,已超越电信市集成为第一大市集,是光模块资产未 来的主流增加点。
多要素鼓吹光模块市集接续高增。跟着通讯身手的开展需求、数据核心的扩张需求、光通讯身手的 成熟和本钱消重,使得环球光模块市集神速增加设备。凭据Light counting估计,光模块市集2021-2025 年的复合年增加率为11%,预测 2025 年环球光模块市集将到达113亿美元。 国产厂商光模块逐鹿力加强,份额无间晋升。得益于国内光模块企业的身手进取和资产链集成才气 加强,光模块逐渐实行国产取代。2021年,光迅科技、中际旭创、海信宽带、昂纳音信进入环球前 十,合计霸占环球26%的市集份额。国内光模块供应链健康,可能出口海表,相看待光通讯其他领 域,光模块事迹弹性更大。
数据需求加添+高速搜集需求,促进高速光模块神速开展。①数据量加添:跟着云盘算推算、大数据、 物联网和人为智能等身手的神速开展,数据量呈指数级增加。为满意这些使用的需求PG电子,光模块须要 供应更高的带宽来传输洪量的数据。②传输速率加添:高清视频、虚拟实际、正在线游戏等使用对网 络带宽有较高央求,以是光模块须要供应更高的带宽。现有光模块带宽要紧有40G、100G、200G、 400G,目前正朝着800G、1.6T以至更高的带宽开展。 光模块集成化水准越来越高。①集成化计划可能减幼模块的尺寸,满意紧凑型设置和高密度组织的 需求。②新颖通讯编造越来越繁杂,须要收拾更多的信号和数据,简化编造的构造,降低编造的可 靠性和安谧性。 CPO(光电共封装身手)和硅光子身手等前辈计划依附高速、高密度、低功耗的 上风备受闭心。
光模块处于光通讯资产链中游。光通讯资产链席卷光通讯器件(含芯片)、光纤光缆和光整机设 备。光模块厂商从上游企业采购光芯片及电芯片、光组件等原资料,过程集成、封装、测试及格 后需要设置集成商整合为有对应需求的光通讯设置,使用于电信及数据核心市集。 光器件和光芯片是光模块的两大中枢部件,本钱占比最高。以联特科技的本钱组成为例,个中光 器件占比36.5%,集成电道芯片占比22.4%,光芯片占比18.5%。 光器件是光模块的紧张构成部 分,正在本钱中占比最高。
光模块最早显示正在1999年,光模块正在20多年的时辰里赢得了明显的身手进取,赞成的速度也从最初 的不到10Gbps开展到目前最高的800Gbps。 光模块的开展履历了从固定化到幼型化和可热插拔的演进历程。最初的1X9封装慢慢转向幼型化和可 热插拔的倾向,随后显示了GBIC模块行动独立模块利用,但体积较大节造了光口密度。为了满意高 密度需求,SFP光模块出世,体积更幼且具备可热插拔功效,成为渊博使用的准绳接口。随后显示 了更多幼型化、高速度、低本钱的封装式样,如XENPARK、XPARK、XFP、CFP、SFP+等,无间 晋升速度和低重本钱。
数通市集:光通讯身手正在数据核心内可降低盘算推算和数据交流才气,光模块成为数据核心互连的中枢部 件。 人为智能的开展将重塑根蒂措施,海量数据的收拾需求将带来算力和搜集的迭代升级。大模子 熬炼与推理正在云数据核心杀青,促进数据核心与搜集根蒂的加快修筑。 AI算力需求产生,策动光模 块向需求高增,同时也给鼓吹了光模块身手的神速更迭。 凭据 LightCounting 的数据,2021 年环球数据核心光模块市集范畴为 43.77 亿美元,预测至 2025 年, 将增加至 73.33 亿美元,年均复合增加率为 14%。
数据核心光模块大家采用COB封装身手。光模块大致可能分为电信级和数据核心光模块。前者使用的境遇 前提阴毒,转换维持贫困;后者相对境遇温和,维持方便。电信级光模块多采用气密性的To-can或BOX (盒式)封装身手;数据核心光模块多采用非气密性COB(板上芯片封装)封装身手。 COB封装上风:贯穿本能更好,体积更幼、本钱更低。本能方面:采用气密性封装的电信级光模块,激光 器与PCB的贯穿须要通过FPC(软排线)和高频陶瓷,后才通过金线与激光器贯穿。正在多个贯穿点上阻抗 联贯性以及信号完好性难以保护。而正在COB封装中,激光器可能直接与PCB通过金线键合贯穿,大大删除 了阻抗不联贯点,能更好保护高速信号从PCB到LD的贯穿。体积方面:COB封装因为节约了高频陶瓷盒、 软缆等部件,省俭了空间。而利用COB封装,省俭的空间可能给电学降低更多冗余计划,例如加添更多滤 波电容、更大的高频信号阻隔组织,从而晋升模块本能。本钱方面:COB封装节约了高频陶瓷盒和软缆等 部件,工艺环节上节约了充氮焊接密封、BOX检漏、FPC焊接、光器件孤独检测等,删除物料本钱和临盆 本钱。
COB封装光模块的要紧工艺环节席卷贴片(die bonding)、打线(wire bonding)、光学耦合、测试。其 中贴片机是代价量最高的枢纽。
古代贴片工艺采用胶水贴装的式样将各式芯片固定正在PCB上。比如数据核心光模块内的时钟克复芯片、 激光器驱动芯片、跨阻放大器芯片、激光器芯片、探测器芯片等,常用银胶直接贴装正在PCB上。 光模块 PCB 板平日尺寸较幼,为杀青芯片的贴装,需正在 PCB 板前端预留一部 分空间酿成“裸板” (无任何 IC 元器件)。贴装时先将导电粘合剂印刷正在 PCB“裸 板”处,然后将 IC 芯片和半导体芯片 贴装正在各自的位子,再将粘合剂固化。 高精度贴片机是高速光模块中枢设置,800G光模块的贴片精度高于400G,大片面的高端光模块内部核 心激光器芯片贴装精度操纵仅许可±3μm 之间,为后面的器件耦合工艺供应足够、安谧的瞄准偏差空 间。高精度贴片机市集要紧依赖进口,国产取代空间宽阔。
引线键合指芯片通过金属线键合与基板贯穿,电气面朝上;该工序的宗旨是使的 IC 芯片通过梁式 引线与印造电道板有牢靠的电气键合。芯片贴装杀青后,用引线将芯片的压焊位贯穿正在印造电道板的焊 盘上,平日利用金丝来举行键合。 常用的键合工艺,有热压、超声或者是二者贯串。将金属引线贯穿到焊盘的办法要紧有三种:热压法将 焊盘和毛细管劈刀通过加热、压缩举行贯穿的办法;超声波法,将超声波施加到毛细管劈刀进步行贯穿 的办法;热超声波法同时利用加热和超声波的归纳式办法。个中金丝热超声波法是最常采用的键合办法。
耦合是光模块封装中工时最长、最容易出现不良品的环节。对多模光模块来说,广大采用面发射激光器 VCSEL,经反射镜耦合进入多模光纤中,其光道简陋、容差大、工艺相对简陋。而单模光纤则繁杂的多, 因为单模光纤纤芯直径比多模光纤幼,惟有9 μm,须要透镜举行聚焦耦合。
光道耦合遣散后PG电子,光模块雏形就创造杀青,下一步举行表壳安装,使之成为完好的光模块。裸芯片与 布线板实行微互联后,须要通过封装身手将其密封正在塑料、玻璃、金属或陶瓷表壳中,以确保半导体 集成电道芯片正在各样阴毒前提下平常劳动。光模块中焊接工艺可采用热压焊接(hot bar)、激光焊接 等工艺。 激光焊接更合用于光通信模块的创修。光模块自身集成度高,且洪量利用FPC软板,以是激光焊接相 较于古代的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更合用于光通信模块的创修。
测试是光模块临盆的结尾环节,要紧分为本能测试和牢靠性测试。牢靠性测试项平日席卷崎岖温带电老化 测试、崎岖温轮回挫折测试、振动测试、多次插拔测试等。 老化试验是对光模块和组件举行寿命预测真实可行的有用办法,通过高温箱体周旋测组件和模块举行加快 老化,正在不改革电子/光电子元器件失效机理的条件下,接续的高温境遇可能加大器件内部的应力,贯串理 论模子和实行数据可能对器件寿命举行预测。
测主动化测试编造是指正在尽量少的人为干与下,多种仪器仪表设置通过通信总线式样(GPIB,USB,RS232 等)与盘算推算机主动举行产物编号经管、数据衡量、数据说明、数据判别以及数据存储等,它集成了仪器技 术、总线身手、盘算推算机以至数据库使用方面等身手。 环绕待测器件ROSA端的机警度测试,使用BERT单端驱动一个准绳的光模块,出现基准光信号,经WDM分 波输入多通道衰减仪,衰减仪模仿链道损耗,将衰减后的信号送入待测模块的ROSA端,杀青光电转换后, 误码仪比对出差别链道损耗下的误码率,最终通过拟合办法神速获取模块机警度目标。 看待TOSA端光学目标测试,同样通过BERT单端驱动待测光模块,经WDM器件将多道信号送入眼图仪进 行眼图测试设备。凭据眼图仪的光口通道数,亦可选用光开闭举行多道眼图的串行测试。
跟着环球界限看待光模块需求增大,贴片机行动光模块临盆中枢枢纽,供不应讨情形已然显示,但 贴片机临盆周期较长,国内可能自帮研发公司屈指可数。 组织光模块高精度贴片机:罗博特科参股贴片机身手环球当先临盆商ficon TEC,接续安稳国内光模 块高精度贴片机龙头职位。
环球共晶贴片设置市集要紧由荷兰,美国等国度霸占,国内永久只可依赖于进口,国内看待高端共晶 贴片机取代需求剧烈。 博多精工全主动高精度共晶贴片机DB3000,准确对准高精度贴片机市集需求,以高精度、高产能和高 柔性的主动化处分计划,帮力光模块、光器件客户冲破高端产物研发与创修瓶颈。
公司是电子专用设置供应商,基于精准对位、精准贴附身手,悉力于为客户供应专业化、高性 能的国产化电子专用设置。公司目前要紧产物为平板显示器件临盆设置,可渊博使用于平板显 示器件中显示模组的拼装临盆,并向半导体微拼装设置等范围拓展。 公司控股子公司微组半导体的晶圆高速贴片设置可能使用于片面光模块的片面器件拼装工序,微组半 导体开荒的AMX系列微拼装设置,得回了中国航天科技集团公司九院704所、中航光电科技股份有限 公司、西安微电子身手探讨所等客户承认;同时,微组半导体也踊跃拓展索尔思光电、西安澳威激光 等客户PG电子。
锡膏印刷机是SMT产线必备的主动化严密设备,但因为锡膏印刷机的运动操纵模块繁杂并承载多个 功效,电子产线临盆历程中六成以上的品格缺陷是因为锡膏印刷枢纽缺陷导致的。 锡膏印刷设置;凯格精机以电子装联的症结设置全主动锡膏印刷机为主,辅以高速点胶机和FMS柔 性主动化创修筑置,并正在LED封装设置范围接续冲破。个中设备,中枢产物GKG品牌锡膏印刷设置率先 冲破表洋垄断,鼓吹国产取代,联贯两年实行环球销量与发售额双冠,环球市占带当先。
(本文仅供参考,不代表咱们的任何投资倡导。如需利用相干音信,请参阅讲演原文。)PG电子光模块摆设行业剖判:AI鼓动光模块需要高增摆设市集空间空阔设备