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。

创新“烽火”引领光通信跨越山海

湖北武汉，位于东湖高新区的中国信科集团园区内，一尊球体雕塑顶端，一颗标注为“FiberHome”（烽火）的小行星引人注目。

该雕塑落成于2019年5月17日。许多人不知道，它与贵州大山深处的国之重器——FAST“中国天眼”有关。“天眼”核心部件、保障海量天文观测数据传输的“视神经”动光缆，即由中国信科集团旗下的烽火通信科技股份有限公司（以下简称“烽火通信”）研发而成。

为感谢烽火通信的突出贡献，国家天文台将中国科学家此前发现的第121547号小行星永久命名为“烽火通信星”。

1976年，在武汉邮电科学研究院，赵梓森“抻”出中国第一根具有实用价值的光纤。时至今日，立足于中国光谷的烽火通信，已发展成国内领先、国际知名的信息通信设备与网络解决方案提供商。

2018年4月26日，习近平总书记在烽火科技集团有限公司考察。他语重心长地对企业负责人说，新发展理念，创新是第一位的。我国已经成为世界第二大经济体，过去那种主要依靠资源要素投入推动经济增长的方式行不通了，必须依靠创新。具有自主知识产权的核心技术，是企业的“命门”所在。企业必须在核心技术上不断实现突破，掌握更多具有自主知识产权的关键技术，掌控产业发展主导权。

“核心关键技术必须掌握”

“我当时在现场，总书记和大家亲切握手，察看烽火自主研发的芯片和光网络产品，了解产品用途、性能、国产化率、在国际同行业中的地位等情况……”34岁的邱小青至今非常清晰地记得4年前，习近平总书记来到公司考察时的一幕。

展品中，有烽火通信研发的我国第一款可以商用的25G高速激光器芯片，打破了国外技术垄断。

习近平总书记再次强调核心技术、关键技术、国之重器必须立足于自身。他指出，过去在外部封锁下，我们自力更生，勒紧裤腰带、咬紧牙关创造了“两弹一星”，这是因为我们发挥了社会主义制度优势——集中力量办大事。下一步，科技攻关也要这样做，要摒弃幻想、靠自己。

光芯片是光通信系统中的关键核心器件。相对于传统三五族材料光芯片，硅光芯片采用硅光子技术，是将硅光材料和器件通过特色工艺制造的新型集成电路，具有集成度高、成本低、光波导传输性能好等特点。一直以来，其技术壁垒很高。

4年来，烽火通信凭借打造“中国芯”的信念，坚持自主研发，突破了多个“卡脖子”难题。

在研发出100G硅光芯片后，烽火通信研发团队一度面临抉择：是沿用旧有的产业链和技术路线，还是继续开发更小体积与成本的下一代产品？

当时，国际同行已采用全新的技术路径开发下一代产品。“技术掌握在别人手里”，必须依靠自己拼。烽火通信为研发团队增加人手与经费投入，大家夜以继日讨论技术方案、测试、修改。

经过3年的艰苦研发，2021年底，烽火通信推出了中国首款、拥有自主知识产权的400G相干商用硅光收发芯片。这是目前国际上已报道的、集成度最高的商用硅光集成芯片之一。

今年，中国信科集团国家重点实验室还发布了国内首款1.6T硅光互联芯片。这意味着，我国硅光芯片技术实现向Tb/s级的首次跨越，这也将为超级计算、人工智能等新技术、新产业发展提供有力支撑。

坚持创新、不断攻克核心关键技术，中国信科集团的专利墙上，34330件全球申请专利中，发明专利超过90%，累计荣获国家级、省部级的科技奖项100多项。烽火通信自研核心芯片已批量应用，预制棒、光纤、光缆实现完全自主生产，各类产品国产化率不断提升。

针对汽车行业近年出现的“芯片荒”，2021年9月，烽火通信与东风汽车集团联合成立“车规级芯片联合实验室”，2022年成立武汉二进制半导体有限公司，共同打造高可靠性的汽车芯片产品，努力实现关键核心技术的自主可控。

“跨越更远的山海”

每当端详和同事们一起与总书记合影的照片，邱小青总会想起总书记来考察时的场景——习总书记对大家说，你们所从事的光通信行业很重要，要建设网络强国，需要你们加快脚步，更快地占领一些制高点。

4年来，她明显感觉到，同事们的干劲更足了。原本在公司从事宣讲工作的邱小青也对自己提出了更高要求，她主动申请调往专业性更强、挑战更大的技术销售岗位。经过几年历练，如今已成长为公司国内营销部售前经理。

自我加压、不断革新、创优争先的精神气质，自烽火通信成立起，就已融入到文化基因里。

20世纪80年代，全国上下从农村电话到国家骨干电话网，用的都是国外进口的设备，行业内流传着“七国八制”的说法：当时的中国通讯市场上总共有8种制式的机型，来自7个国家。“巴统”（全称“输出管制统筹委员会”，总部在巴黎——记者注）对中国实行技术封锁和限制。

20世纪90年代，我国光纤通信技术不断进步，但一大问题是研究成果远离市场需求，许多技术的商用化水平远落后于发达国家。

在科技体制改革大潮中，武汉邮电科学研究院率先开展企业化转制，转制为烽火科技集团，并发起创立烽火通信。

2000年，烽火通信在印尼设立海外办事处，开启国际化拓展之路。经过20余年发展，现在已拥有27家海外子公司，并且在南美、东南亚、欧洲建立起生产基地和研发中心……截至目前，该公司产品出口100多个国家和地区。数据显示，2021年，烽火通信在国际市场实现逆势增长，进出口额达到140亿元，其中出口额突破100亿元，同比增长49%。

面对海洋通信产业，烽火通信投入研发资源，如今已成为国内唯一、国际屈指可数的集岸端传输设备、中继器等湿端产品、海缆三大类产品和海缆工程施工于一体的企业，具备完整的海洋网络解决方案和工程项目总承包能力。

为保持企业竞争力，烽火通信不断加大研发投入。2021年，该公司营业收入263.15亿元，同比增长24.87%；净利润2.88亿元，同比增长高达181.52%。公司全年研发投入超过37亿元，研发费用同比增长34.20%。

打造年轻人喜爱的成长平台

“目前我们的第一代产品已经规模商用，第二代更高速率的产品也会在今年正式投产。”能够作为核心人员参与超高速相干硅光芯片及器件的研发，为实现“中国芯”的梦想添砖加瓦，飞思灵模拟IC设计工程师卢鲁璐子觉得“非常有成就感”。

2018年，卢鲁璐子博士毕业于华中科技大学光学工程专业，入职烽火通信旗下的飞思灵微电子从事芯片研发。

烽火通信对青年员工实行导师制、项目组培养，这让卢鲁璐子倍感亲切。她经常与项目组的伙伴们共同学习、探讨国际会议和产业会议的前沿知识。“项目组很像大学的课题组，团队在项目推进艰难的时候，总能互相鼓劲、齐力攻关。”这也使得她能够心无旁骛地投入到科研工作中去。

“科技创新，人才是第一资源。”烽火通信人力资源部副总经理徐东磊介绍，公司每年从全球各大高校招聘的优秀毕业生就有1000多人。通过股权激励、“人才房”项目等，提高人才归属感，促进企业与人才共同发展。如今，公司员工平均年龄29岁，90后经理人已达数十位。

这里鼓励科研创新，也倡导年轻人喜欢的生活方式。今年春天，《烽火已点亮》RAP视频在光谷朋友圈流传。画面中，一群青年男女头戴鸭舌帽，跳起街舞唱起嘻哈。这群年轻人全部来自烽火通信，作词、表演也均由他们自己完成。

作词徐沐岳，30岁出头，现在国外从事客户经理工作；主唱袁俊，是位刚入职的新员工，属于菲律宾地区部；主唱沈晶聂就职于美洲地区部，在公司奋斗了10年左右，已迈入中层，是一名客户群经理；几位伴舞，来自销售部门、支撑部门等。网友评价：“平常看大家安安静静地都在工位上，暗地里却是个Rapper，太卷了！”

“新发展理念，创新是第一位的。”自主创新，也是习近平总书记给光谷、给武汉、给湖北布置的“重点课题”。

5月29日，湖北省委召开发布会公布数据：2021年，全省规上工业战略性新兴产业实现营业收入10964.3亿元，高新技术产业增加值达到10196.5亿元，均为首次突破万亿元大关。东湖高新区成为全省优质企业聚集地，拥有4300家国家级高新技术企业，在全省占比近三成。

坚持以创新驱动发展，当前，以湖北东湖科学城为核心，光谷科技创新大走廊建设加快推进。

全球创新指数，武汉再进位。不久前，世界知识产权组织发布2021年全球创新指数，武汉排名连续4年上升，位列世界城市集群第25位，城市发展含“新”量不断递增。

本报武汉6月12日电

中青报·中青网记者 朱娟娟 通讯员 凃燕 来源：中国青年报

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来源：中国青年报

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