站在 800G/1.6T 訊號最前線的守門員:TIA(跨阻放大器)的技術質變與產業現況
在 AI 算力中心從 400G 邁向 800G、甚至 1.6T 與 CPO(共同封裝光學)的進程中,市場目光往往聚焦在矽光子晶片、雷射光源或是高精密的透鏡與插芯上。然而,在光模組的接收端(RX),有一顆默默無聞卻掌握著訊號生殺大權的類比電晶片——TIA(Transimpedance Amplifier,跨阻放大器),正因為網路架構的演進,迎來了史無前例的技術挑戰與價值重估。
▍微弱訊號的「翻譯官」:為什麼 TIA 永遠不可或缺?
要理解 TIA 的重要性,必須先看懂光訊號接收的底層物理邏輯。
當光訊號穿越光纖抵達接收端時,會先由探測器(PD, Photodetector)進行「光變電」的轉換。然而,PD 產生的僅是極度微弱的類比電流(Current)。伺服器後端的 DSP(數位訊號處理器)或交換器主晶片完全無法解讀電流,它們只認得電壓(Voltage)。
因此,緊貼在 PD 旁邊的 TIA 扛起了兩大天職:
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I/V 轉換(電流轉電壓): 將微弱的電流訊號轉換為電壓訊號。
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初步放大與濾波: 將訊號放大到後端晶片能夠讀取的門檻,並盡可能剔除雜訊。
這是一個純粹的「類比到類比」轉換過程。這意味著,只要有光電轉換的存在,TIA 就是第一線絕對必需品,無論後端網路架構如何改變,它都永遠不缺席。
▍失去 DSP 庇護的殘酷舞台:LPO/CPO 帶來的技術質變
真正讓 TIA 從「常規放大器」晉升為「高門檻護城河」的,是近年來為了降低功耗而崛起的 LPO(線性驅動光模組) 與 CPO 架構。
在傳統的光模組架構(PD ➔ TIA ➔ DSP)中,TIA 只要負責「無腦放大」即可。即便在放大過程中產生了雜訊或波形失真,後端算力強大的 DSP 也能像「數位修圖大師」一樣,利用演算法將殘破的訊號修復重整。
然而,當 800G/1.6T 模組為了解決過熱與功耗問題而**直接拔除 DSP(即 LPO 架構)**時,TIA 失去了背後的靠山。TIA 放大的類比訊號,必須赤裸裸地直接送進交換器主晶片。
這對 TIA 提出了極度嚴苛的物理要求:
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極致的高線性度(High Linearity): 放大訊號時絕對不能讓波形有任何扭曲變形。
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超低底噪與高頻寬: 在 100G/200G 的單通道極高頻率下,必須在海量雜訊中精準還原出純淨的電壓波形。
在沒有 DSP 的世界裡,光學路徑的損耗(如透鏡、FAU 的對準)以及 TIA 的類比線性放大能力,成為了決定光模組能否正常運作的生死關鍵。
▍全球 TIA 晶片供應鏈版圖:寡占市場的盛宴
由於 800G/1.6T 規格下的高線性 TIA 涉及極高難度的超高頻類比電路設計,這是一個技術壁壘極深、被歐美巨頭高度壟斷的市場:
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歐美壟斷巨頭:
• Broadcom(博通) 與 Marvell(邁威爾) 作為全球網通晶片霸主,不僅壟斷了 DSP,其配套的高階 TIA 與 Driver 晶片套件同樣佔據統治地位。
• Semtech(先科) 與 MACOM 則是全球頂尖的高速類比 IC 大廠,特別在 LPO 所極度渴求的「高線性 TIA」領域,具備極強的技術發言權。 -
台灣的產業連動角色:
由於這些超高頻類比晶片早期多採用 GaAs(砷化鎵)或 SiGe(矽鍺)製程,台灣的化合物半導體代工廠(如穩懋、宏捷科)長期為大廠代工。而在走向更高整合度的矽光子時代,這些高階類比晶片也開始轉向**台積電(TSMC)**的先進 CMOS 與特殊製程。
▍總結
隨著單通道速率的不斷攀升與無 DSP 架構的演進,光模組內部的價值正在重新分配。TIA 已經從過去單純的「訊號放大器」,蛻變為決定模組傳輸品質與功耗極限的「類比守門員」。在 AI 算力基礎設施的投資光譜中,掌握高階 TIA 與類比驅動技術的廠商,將是這場帶寬革命中享受最高溢價的核心受惠者。
TIA的概念就是因為要往LPO 那邊所以把dsp 拔掉,那些訊號處理就只能靠driver ic和tia 硬吃下來,所以技術難度和現在的頻道數需求量都變高,marvell 好像也有在頎邦追單
這個聽說超爆缺因為大家都不要dsp 太熱了又佔40%功耗,原本是拿來過濾訊號然後tia 無腦放大,但拿掉dsp 之後變得要有一點穩頻過濾
確認資訊 譜瑞接到amd的訂單,6月即將tape-out,明年eps預估50-60
傳言 現在的CPO最大的問題就是如何有效解決 高速傳輸下的訊號損耗與散熱問題 目前像是國外大廠如 Semtech、MACOM 都在競爭者內 台廠有一家公司很重要就是譜瑞 譜瑞去年併購加拿大公司 Spectra7 Spectra7有一個最重要技術就是GaugeChanger 可以讓譜瑞的TIA (轉阻放大器) 與Equalizer (均衡器)打入輝達解決CPO的功耗問題 Spectra7 擅長全模擬 (Analog) 線性訊號處理,可以在不使用 DSP 的情況下補償訊號,解決 DSP 散熱問題 光算譜瑞EQ + TIA 單 CPO OE content 15 USD + 1 顆 8 通道的 Driver/EQ 單價 $25 USD) 譜瑞今年EPS 65塊 / 明年至少成長到90塊左右 會是接下來新的CPO關鍵散熱 唯一的台廠 後面主動基金會瘋狂買進 目前也確定新增AMD訂單
頎邦有接到marvell tia的追單