随着AI算力与数据中心高速扩张,光模块正快速向400G/800G/1.6T,甚至3.2T的迭代,对供电稳定性、信号完整性与小型化的设计提出严苛要求。面对硅光、EML等主流方案对电源纹波、信号带宽、精度与集成度的高要求,艾为电子依托在电源管理(LDO/DC-DC/负载开关)与信号链(运放/比较器/模拟开关/电平转换/GPIO扩展)的技术积累,推出适配光模块的专用芯片组合,覆盖从电源输入、稳压分配、信号放大调理到监测保护的全链路,且封装超小、超薄,为光模块提供高性能、高可靠的国产化芯片选择。

图1 艾为电子推出的的光模块解决方案
5个典型的器件应用
1、超小封装电平转换:
AW39112FOR 、AW39114FOR
MCU和DSP不同厂家的内核电平不同,I2C和SPI通讯电平不匹配,需要外加1-2颗电平转换芯片进行通讯电压适配。
典型产品:AW39112FOR(2通道),AW39114FOR(4通道)
通讯速率: 24Mbps (Push Pull),2Mbps (Open Drain)
供电电:VCCA: 1.1V to 3.6 V,VCCB: 1.65 V to 5.5 V
ns级信号延时
超小封:
AW39112FOR:(FOWLP-8B 0.928mmX1.928mmX0.463mm)
AW39114FOR:(FOWLP-12B 1.87mmX1.37mmX0.587mm)

图2 AW3911X系列产品框图
2、小封装负载开关:
AW35131ACSR、AW35141ADNR
位于总电源第一级,用于热插拔电压缓启,降低对前端光设备的瞬态电压拉载。
AW35131ACSR
输入电压:1.2V~5.5V
负载电流:4A
静态电流: 3nA@3.3Vin
Rdson=22mR@3.3Vin
Ten=253us,Tr=320us
有QOD功能:
封装:WLCSP-6B 1.355mmX0.855mmX0.55mm

图3 AW35131ACSR产品框图和PIN定义示意图
AW35141ADNR
输入电压:Vbias=2.5V~5.5V,Vin=0.6V~Vbias
负载电流:6A
静态电流:20uA@3.3Vin
Rdson=19mR@3.3Vin
Ten=980us,Tr=560us
有QOD功能
封装:DFN-8L 2mmX2mmX0.75mm

图4 AW35141ACSR产品框图和PIN定义示意图
3、低功耗Boost:AW36099CSR
用于TOSA 中给Laser提供4V的供电,电流100mA左右。
AW36099CSR
输入电压:0.8V~5.2V
低静态功耗:IQ 1μA
输出电压:2.5V~5.5V
输出:≥500mA @ VIN=3V, VOUT=4V
集成OVP、OTP、OCP、UVLO保护功能
封装:WLCSP-6B 1.245mmX0.885mmX0.6mm

图5 AW36099CSR产品框图和PIN定义示意图
4. 16通道GPIO扩展芯片:AW95016ABGR
在面向AI超大规模数据中心应用上,会用到XPO模块,采用双PCBA对扣+集成液冷的形式,让整个XPO模块的速率达到12.8Tbps,甚至更高,内部具有64通道PAM4高速口,控制和采集需求成倍增加,这样MCU的IO口就非常“吃紧”,AW95016ABGR一款小封装16通道GPIO扩展芯片,专门为这类应用所设计。
AW95016ABGR
电源、I2C口双供电:1.65V-5.5V,灵活适配前端MCU
16-bit GPIO扩展,可定义IO为输入/输出
GPIO可配置为开漏/推挽,驱动能力可配
支持1Mhz 高速I2C控制口
封装:BGA-24B 3mmX3mmX0.86mm

图6 AW95016ABGR产品框图和PIN定义示意图
5、模拟开关:AW35321QNR
在单板调试过程中,会有I2C直接跳过MCU来控制DSP的应用,并且要支持高速率应用。
AW35321QNR
供电电压:2.3-5.5V
导通阻抗:0.5ohm
高带宽:80Mhz
快速开启和关断时长:100ns
通道高隔离 :79db at 100Khz
通道低串扰 :80 db at 100Khz
工作温度:-40℃~105℃
封装:QFN-10L 1.8mmX1.4mmX0.55mm

图7 AW35321QNR产品框图和PIN定义示意图
光模块相关的通用产品选型

表1 光模块相关的通用产品选型表
艾为电子作为国内领先的数模混合、电源管理与信号链芯片企业,深耕数模芯片领域多年,针对光模块典型应用场景,打造了高可靠、低功耗、高集成度、超小封装的电源+信号链完整解决方案,可全面满足光模块在不同速率、不同封装下的供电、信号调理与监控需求,助力客户实现性能升级与国产化替代。