光模塊MCU：兆易創新成功卡位主流，未來走向光電融合

  ICC訊 光通信行業隨著人工智能大模型、數據中心等飛速發展，迎來下一波增長浪潮。光模塊作為光通信系統的核心，通過高效地進行光電信號的相互轉換，確保光纖中信號的高速、長距離傳輸。在光模塊的內部，MCU是實現數字診斷監視功能的重要器件，能夠實時監控并上報溫度、電壓、電流、光功率等關鍵參數，進而保障光模塊的穩定運行。兆易創新自2020年推出光模塊專用MCU以來，逐漸成為光模塊MCU的主流供應商之一。

  三大系列產品，全面覆蓋不同速率光模塊

  兆易創新在光模塊領域推出的GD32 MCU全面覆蓋了從低速到高速、短距離到長距離的多樣化應用需求，能夠滿足不同光通信系統中的復雜場景。

  在今年9月舉行的光博會上，兆易創新MCU事業部高級市場經理柯亞軍接受了包括電子發燒友網在內的媒體采訪。他表示，與通用MCU有所不同，光模塊對其專用MCU在芯片尺寸、模擬功能集成以及可靠性方面有著更嚴格的標準，以適應光通信系統對高性能和高可靠性的持續追求。兆易創新光模塊MCU主要有三個系列產品。

  GD32E501系列MCU基于ARM® Cortex®-M33內核，內置的512KB雙Bank閃存可以支持同時讀寫(RWW，Read while write)功能，確保了在線升級(OTA)程序的不間斷執行。提供3路高達1M速率的I2C接口、內存保護單元(MPU)、可編程邏輯單元(CLA)、I2C bootloader等高級特性，以及用于以太網PHY管理的MDIO接口，集成的豐富外設資源也可滿足對光模塊其他器件的控制及驅動需求。為了適應光模塊小型化發展趨勢，該系列MCU還提供了BGA64和QFN32封裝選項，尺寸僅為4mm x 4mm，有助于實現緊湊設計。

  柯亞軍表示，“GD32E501專門針對數通市場，比如數據中心需要8路的DAC，要擴展更高的速率，Flash設計成雙Bank，保證升級時業務不中斷?！?

  兆易創新的GD32E501系列光通信專用MCU自2020年初量產以來，已在多個關鍵領域得到廣泛應用，包括數據中心/云服務器、50G前傳、50G PON和傳輸網絡等。針對100G及以上的光模塊，兆易創新也主推GD32E501系列MCU。

  在基站前傳及寬帶接入網絡等場景中，25Gbs及以下速率是當前技術路標的主力?？聛嗆娊榻B，兆易創新另一款GD32E232系列是中高端的主力，是為光模塊專門定制的，具有小封裝、寬溫、4路DAC等特點?？捎糜谥С謫瓮ǖ?0Gbps以下速率的光模塊，覆蓋了包括10G PON接入網絡、25G前傳以及機房內部低速互聯等多個領域。

  GD32E232系列MCU基于Cortex®-M23內核，主頻高達72MHz，提供了多至4路12位精度的DAC輸出，無需借助外部數字電位器，縮減了PCB尺寸和BOM成本。為了確保模擬信號的精確測量，該芯片集成了12位2.6MSPS采樣率的高性能ADC，具備多達16個可復用通道，并支持16 位硬件過采樣濾波功能和可配置的分辨率。配備的可編程邏輯陣列(CLA)能夠實現簡單的組合邏輯和順序邏輯運算，有助于增強信號處理的實時性。

  另外，GD32E230系列是一顆入門級產品，主要針對PON市場，可滿足低成本、使用量大等需求。

  柯亞軍表示，光模塊產品對MCU在小封裝、大算力、模擬外設等方面都有特殊要求?！氨热?，中低速率的光模塊只要求四通道的DAC，高速率的則要求8路DAC，這樣對于MCU的外設就有不同的要求;其次，高速的光模塊通信協議控制比較復雜，對算力要求更高，比如雙Bank Flash設計，I2C支持更高的速度，以及更大的 SRAM和Flash的容量?！?

  針對滿足高速光模塊發展的需求，兆易創新在MCU設計上也將進一步增強?？聛嗆娬f道，未來若要做骨干網相關的光模塊，對MCU的 SRAM、Flash尺寸，外設的速度等都將有新的要求。此外，兆易創新也結合自有的模擬信號鏈、電源、存儲等產品增強光模塊芯片的整合方案能力。

  先發優勢，兆易創新成為光模塊MCU主流供應商

  兆易創新在光模塊市場成功卡位，得益于幾方面的天時地利人和?？聛嗆姺治?，前幾年隨著光模塊速率的提升，中低速光模塊采用的8位 MCU已無法滿足需求，面對光模塊MCU從8位向32位遷移的趨勢，專注于32位MCU的兆易創新抓住了這一巨大的機會，順利進軍光模塊市場。同時，國內光模塊廠商的發展突飛猛進，目前全球前十大光模塊廠商當中，中國企業占七席，而過去光模塊MCU供應商主要為海外廠商，行業急需國內MCU廠商的加入。此外，最近兩年，數據中心的大規模建設，催生了對高速光模塊的需求，兆易創新推出高性能GD32E501系列MCU予以滿足。

  從光模塊對MCU廠商和產品的要求來看，光模塊MCU對可靠性要求比較高，屬于工業級產品，這一市場對MCU產品驗證周期長，MCU廠商需具有持續投入和耕耘的能力。相對于MCU廣闊的應用來說，光模塊MCU又是偏小眾市場，因此早期國內不少MCU廠商進軍光模塊領域，但真正成規模的比較少。目前，除了少數幾家國際廠商之外，兆易創新在光模塊MCU領域供應商里處于領先地位。

  順應光模塊產業發展

  目前，光模塊MCU約數千萬顆的市場容量，整體市場規模不大，但增速很快?？聛嗆姳硎?，光模塊的速率正在從800G邁向1.6T，未來光電融合會是大趨勢，那么跟隨光通信市場不斷向前發展，兆易創新將持續加大對MCU以及與其深度協同的Flash、模擬等產品在光模塊應用的投入和布局。

  據悉，預計今年Q4到明年Q1，兆易創新光模塊MCU將有兩款產品進行迭代升級，產品性能提升，供應鏈更加穩固。未來，兆易創新將不斷打磨和迭代MCU產品，與國內外光通信領域優秀的廠商們一起成長。