光通信芯片新势力！鹏瞰半导体首创两大技术，50G TS-PON即将到来

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）近年来，在市场需求的带动下光通信迎来快速发展，并且出现了应用范围越来越广的趋势。2019年，鹏瞰半导体（上海）有限公司（以下简称“鹏瞰半导体”）正式成立，致力于打造智能网络和边缘计算和控制的半导体解决方案，为智能制造和机器人、汽车和 F5G等产业的下一波技术革命提供动力。

作为产业链关键环节的光通信芯片，也是国产光通信行业中较为薄弱的环节，鹏瞰半导体加快产业布局，实现技术突破。鹏瞰半导体首创基于光传输技术的新型工业通信与控制网络，即TS-PON技术。在近期，电子发烧友网采访了鹏瞰半导体首席运营官张路博士，共同探讨了光通信芯片市场的发展现状以及公司未来的发展规划等话题。

图：鹏瞰半导体首席运营官张路博士

深挖光通信市场痛点，鹏瞰半导体推出两大业界首创

在进入光通信市场之前，鹏瞰创始团队就在寻找这个市场真正需要的是什么？“我们希望创建的公司还是要做一些创新的技术，而不是简单的（国产）替代。经过筹备后，我们发现光技术在很多应用场景都有很强的优势。”张路博士说到。

2018年，光传输技术的应用已经非常广泛，例如光纤到户，甚至在数据中心领域的应用发展也很快。而鹏瞰半导体发现了“市场缺口”：为了解决高带宽、低时延和线缆电磁干扰等问题，工业领域也出现采用光纤作为通信媒介的趋势。。当时还没有能很好匹配的光传输技术应用在这些领域。

“我们认为这是一个很好的契机，而且有很多边缘智能终端也对控制和传输提出了新的要求，特别是机器人、工业制造、车载等新兴应用场景。”张路博士提到。

原有的工业控制网络，最注重可靠性、低时延的性能，对数据传输带宽的要求较低。而大部分的数据网络，对数据传输的带宽要求非常高，但对于控制的应用没有要求，因为以前互联网应用主要是在做数据传输，对时延不敏感，但是一旦把数据传输技术应用在工业里，它就必须满足工业应用的要求，包括可靠性、低能耗、低时延等。

新兴应用场景对现有的数据网络提出了很大的挑战，鹏瞰半导体创始团队认为“光进铜退”的趋势，也必将在工业领域发生。

任何一家想要进入新兴领域的玩家，都需要精准找到市场痛点，并且还需要打造属于自己的技术竞争优势。

基于市场需求，鹏瞰半导体在传统PON（无源光网络）技术的基础上做了演进，创新性提出“TS-PON”（时间敏感无源光网络）的概念。随后在FTTx的应用需求下，于今年又正式推出业界第一款FTTR Mini-OLT ASIC。

在9月的CIOE光博展期间，鹏瞰半导体向业界展示了公司的主营产品，基于TS-PON（时间敏感PON技术）的VN1810和VN1110系列SoC芯片，以及基于标准XGS/XG/GPON协议的VN180x和VN110x系列SoC芯片。

图：鹏瞰半导体标准PON与TS-PON高集成芯片产品

首创TS-PON技术，人形机器人将更加灵活

什么是TS-PON技术？根据介绍，鹏瞰半导体将TSN（时间敏感网络）特点和PON技术结合，带宽提升至10G甚至更高，并且将通信时延降至10μs，极大程度解决了工业通信对时延、带宽的问题。

在鹏瞰半导体的产品中，VN1810和VN1110分别是TS-PON Root SoC芯片、TS-PON Node SoC芯片。VN1810通常内置在工业主站的控制器里，VN1110内置在从站传感器、执行器单元里， Root和Node之间采用光纤连接，通过P2MP（点到多点）方式实现信息上传和下发与控制处理。

图：TS -PON的技术原理图

TS -PON技术的目标替代市场指向控制总线和工业以太网。要知道，在工业通信方式中，尽管工业无线网络的需求正在提升，但工业以太网和控制总线等有线方式依旧占据主导地位，合计占据超过八成的市场份额。工业以太网传输技术是点到点的传输技术，不管是采用电缆还是光纤进行传输，都是需要大量的线缆。另外，以太网的协议是为“尽力而为”的数据传输设计的，为了弥补这个缺陷，当前工业以太网或其他TSN技术都还只是做了“改良”工作。从上面TS-PON的技术原理图上可以看出，它是采用了“革命性”的方式优化了传输方式：包括点到多点的技术可以减少大幅减少线缆数量，而且也大幅减少了主站的设备端口及设备数量，降低了投资成本。并且TS-PON从协议根基上保证了工业网络需要的确定性，低时延等需求。

目前，鹏瞰半导体已掌握10G光通信芯片的核心技术，开始向50G等下一代PON技术布局。

“从光网的建设，到光网的维护，它的递升性都非常强，生命空间也非常大。”张路博士表示，基于光纤的特点，鹏瞰半导体可以快速推进TS-PON技术的演进。鹏瞰半导体已经将单芯光纤通信速率50G的产品系列列入产品规划路标，包括50G TS-PON和50G ITU PON。

那么，TS-PON技术的应用能够带来哪些应用升级呢？

当前，鹏瞰半导体推出了工业4.0、机器人、智能汽车的光平台解决方案。关于在机器人上的应用，张路博士提到，机器的沟通分为两部分，一部分是机器内部的沟通，依靠的是有线传输技术把机器人的每一个关节点全都连接起来；另一部分机器跟机器之间的沟通，依靠的是无线传输技术让机器可以完成跟外部物体的互动。两部分传输统筹不同载体之间的连接。而TS-PON技术侧重于有线传输。

现阶段的人形机器人可以完成很多动作，但这些动作的完成都很慢，因为需要考虑数据传输、控制，以及如何在保证安全时又能灵活完成动作等问题。TS-PON技术能够用一根光纤支撑起高达128个节点，具备高带宽、μ秒级低时延，超高性能MCU等优势。后续能够升级为50G TS-PON，，能够让机器人承载更多的摄像头和传感器，可以完成更复杂更灵活的工作。

同样，TS-PON技术的优势在智能汽车、工业4.0领域也能得到充分的发挥。鹏瞰半导体也已经与多家头部企业达成深度合作，未来随着技术的成熟与迭代，将逐步提升市场占有率。

完成0到1的突破，发布首款FTTR Mini-OTL ASIC

在通信领域，FTTR是今年绕不开的热点话题，随着光纤到房间的推进，光通信在智慧家庭的应用也得到进一步的开拓。

针对家庭应用场景，鹏瞰半导体推出了业界第一款FTTR Mini-OTL ASIC——VN180x和VN110x系列SoC芯片。顾名思义，这款产品的特别之处就在于采用了ASIC方案。

相对于FPGA方案，ASIC方案在速率、安全性、功耗等各个方案都有明显的优势，VN180x的功耗可以低至1W，而业界的FPGA方案的功耗约为3W，在家庭应用场景中，功耗将是一个非常明显的优势。此外，VN180x还内置PLL，无需另加高精度时钟芯片。

当前，在家庭应用中，即使连接了 WiFi 6、WiFi 7，但是用户很难感受传输速率很快，这是因为周围有几十个WiFi热点在工作，所以每一个热点的传输数据都很低。而FTTR光网络能还需要进一步优化它，把每个房间的WiFi热点全部连接起来，让它们做更好地协同，提升传输速率。

面向未来的TS-PON SoC，必将引发一场工业领域的大变革

基于AIGC的特性，FTTR的使用场景也从家庭应用领域，拓展至政企等领域。传统FTTH光纤到户对通信传输距离的要求是10公里甚至20公里，但工业应用场景或许只需要100米、200米，房间与房间之间是需要10米或者20米。张路博士表示，这里面光通信有很大的优化空间，包括有线和无线之间怎么样更好地融合，这就是我们下一代要去解决的一个问题。

面对AI等技术带来的海量数据、传输挑战，张路博士认为，如果将车载、机器人、工业应用场景看成一个个边缘智能体，我们需要进一步思考的是：在各种各样的边缘智能应用里，它会对数据传输和实时性提出什么样的要求，我们怎么样把智能的应用和对数据的使用能够做得更好，这是我们要做的。

鹏瞰半导体作为光通信芯片研发商，扮演的角色犹如修桥铺路的基础设施建设，在光通信行业的发展过程中发挥中流砥柱的作用。鹏瞰半导体认为，光技术代表了网络通信的未来，因为它可以覆盖从广域网一直到局域网到工厂到机器人和车身，不管是从公司的发展，还是产品的研发，鹏瞰半导体将开发出更新的技术、更新的产品，引领产业的发展，同时满足业界对新技术无尽的需求。

改变5G时代光通信芯片领域市场格局，百功半导体“天璇1号”芯片完成首次流片并通过测试

芯片被称为“工业粮食”，代表了制造领域最精密的工艺。近日，由上海百功半导体有限公司研发团队采用创新技术设计的“天璇1号”10G光通信芯片已完成首次流片并通过测试。据悉，“天璇”系列芯片将以高性价比改变5G时代光通信芯片领域市场格局。

作为专业从事集成电路技术及产品设计研发的高新技术企业，百功半导体拥有一支来自中科院半导体研究所、清华大学研究员，以及由台湾顶尖半导体技术、产品研发人员所组成的集成电路设计研发团队，成员均有超过15年以上芯片设计、软件开发经验，先后成功研发“天权星”氮化镓功率器件、“天枢1号、2号”高端电源控制芯片，并有多项首创技术突破。

由百功电源及存储事业部团队自主研发的“天枢1号”“天枢2号”高端电源控制芯片，首创“负压耦合式NVC–ZVS（零电压切换）”技术，电源转化效率业内领先，已完成工程“流片”工序，预计今年可达到量产条件。百功半导体自主研发成功的“天璇1号”新架构10G光通信终端控制芯片，首创“非SOC架构”，芯片面积更小、功耗更低、传输速度更快，经实际测试，其各项性能指标均优于“SOC架构”的同类产品，且因其“非SOC架构”的独特设计致使芯片成本大幅降低。此项目还在前不久结束的第五届“中国创翼”创业创新大赛上海选拔赛松江赛区中获得一等奖。

“光通信控制芯片一直位于芯片设计领域的制高点，全球范围内有能力从事该类芯片研发的企业屈指可数，行业内的参与者也都是半导体设计领域内的巨头，百功‘天璇1号’新架构光通信控制芯片技术凭借其超高的性价比在这个壁垒森严的技术竞争环境中脱颖而出，将会改变目前全球光通信芯片市场格局。”百功半导体创始人于楠说。

于楠表示，“天璇1号”10G光通信芯片已成功完成首次流片并通过测试。随着国家“千兆光纤网”建设速度的加快，现有百兆光纤网的提速已是箭在弦上，10G光通信终端用量必将大幅度增长，其核心零部件光通信控制芯片也将迎来高速增长期。“天璇”系列所拥有的高性能、超低成本优势，可以在马上到来的大规模更换10G光猫爆发式增长的机遇中占得先机，公司预计在3年时间内最终形成全系列产品，占据国内外此类市场15-20%的市场。

目前，百功半导体已经开始进行“天璇2号”非SOC架构10G局端OLT光通信芯片的研发，将与光猫相同的架构应用于局端OLT芯片上形成开放式OLT架构，搭配开放式交换器，可大大降低局端系统成本。

■记者 李于伯 文/摄

■文字编辑 李谆谆 许萍

■栏目责编 陈燕 ■栏目主编 赵健

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