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光模組訊號傳輸路徑

更新 2026-11-02

定義

光模組訊號傳輸路徑是指 switch ASIC / SerDes 與光收發模組之間,從電訊號、光訊號再回到電訊號的完整鏈路。800G / 1.6T 世代中,瓶頸不只在雷射、PD 或光纖,也在模組 PCB、金手指、linear driver、TIA、供電雜訊與 host SerDes 的等化能力。

在 LPO 架構下,模組內 DSP 被移除,原本由 DSP 承擔的 CDR / equalization / FEC / waveform cleanup 轉移到 switch ASIC / SerDes。這使「電氣路徑」變成 LPO 是否可量產的核心:SerDes、金手指、低損耗 PCB、driver / TIA 與 PMIC 必須共同維持足夠乾淨的 PAM4 訊號。

圖解

Silergy_光模組應用框圖_20260521

圖說:矽力杰光模組應用方案截圖。圖中可見光模組內 power tree 對應 Golden Finger、Protector、Negative Charge Pump、Buck-Boost、Laser Driver、TIA、PIN/APD bias、LV Buck、PLL / core 等區塊。這張圖的重點是:訊號路徑與電源路徑在模組內高度耦合,LPO 拔除 DSP 後,低雜訊供電直接影響 TIA / driver 的類比訊號品質。

發射端路徑:電訊號轉光訊號

報告_元大_元澄7415_矽光子PIC設計服務_20260601_005

圖說:傳統光收發模組拆解實物。電訊號由左端 Electrical Connector(金手指)進入,經 Laser Driver、Storage IC(ROM)、Post AMP IC 所在的 PCB,發射端由 Laser Diode TOSA 把電訊號轉成光送到右端 Optical Connector;接收端則由 PIN+TIA ROSA 把光轉回電訊號。來源:元大投顧 2026-06-01

發射端的核心工作是把 switch ASIC 內部並行資料經 SerDes 串行化後,穿過金手指與模組 PCB,進入 laser / modulator driver,再驅動 EML、VCSEL、MZM 或 SiPh modulator 產生光訊號。LPO 因為少了 DSP,driver 不能再依賴模組端數位補償,對線性度、jitter、THD、阻抗匹配與供電雜訊更敏感。

接收端路徑:光訊號轉電訊號

報告_元大_光通訊產業_20260723_005

圖說:TOSA/ROSA 光收發模組構造 3D 示意。圖中上方為發射端 TOSA(內含 LD 雷射),下方為接收端 ROSA(內含 PD 光偵測器),兩者與 PCB 一起裝在外殼內。來源:元大投顧 2026-07-23

接收端先由 PIN / APD 把光轉成微弱電流,再由 TIA 放大成電壓訊號。LPO 架構中,TIA 輸出更接近「裸類比訊號」進入 host SerDes,因此 TIA 低噪、線性度、供電 ripple、APD / PIN bias 穩定度都會直接影響 BER。

傳統 DSP 模組 vs LPO 的責任轉移

功能 傳統 DSP 光模組 LPO 光模組 投資含義
CDR / equalization 模組內 DSP 處理 Host SerDes 承接 Broadcom / Marvell / NVIDIA switch ASIC 與 SerDes 能力變關鍵
訊號修復 DSP 可補償 PCB / connector loss 模組端少一層數位修復 金手指、paddle card、CCL、layout 容錯下降
發射端 DSP + driver Linear driver 直接承壓 MACOM / Semtech / Marvell 等 driver 供應商純度提高
接收端 TIA 後可由 DSP 清理 TIA 類比輸出直接進 host TIA 與低噪電源規格升級
電源 大電流 DSP core buck DSP buck 下降,TIA / driver / APD bias 規格升級 PMIC 看 mix 升級,不看單純顆數

金手指與模組 PCB 為何變關鍵

金手指是可插拔光模組與交換器插槽間的實體電氣橋樑。100G / 200G per lane PAM4 下,接觸面、鍍層、平整度與阻抗連續性都會影響 return loss / insertion loss。LPO 少了 DSP 補償後,任何微小反射、接觸不均或板材損耗都更容易轉成眼圖閉合與誤碼。

瓶頸 物理原因 受惠 / 觀察環節
阻抗不連續 金手指幾何尺寸、插槽接觸、pad transition 造成反射 連接器、模組 PCB layout、paddle card
插入損耗 高頻在銅箔表面傳輸,板材與銅箔粗糙度造成損耗 M8 / M9 CCL、HVLP 銅箔
串擾 高密度 lane 間距縮小,PAM4 眼圖餘裕下降 PCB stack-up、ground return path、屏蔽設計
電源耦合雜訊 PMIC ripple 透過 TIA / driver 進入訊號鏈 低噪 buck-boost、LDO、charge pump、APD bias

PMIC 在訊號路徑中的角色

矽力杰官方光模組應用頁指出,光模組通常由光發射組件、光接收組件、內部功能電路、機械模組和光電接口組成;其高集成度電源模組、DC/DC 方案與負壓電荷泵可協助光模組小型化、低成本和高速率實現。對投資而言,這表示 PMIC 不是訊號路徑外圍零件,而是類比訊號品質的一部分。

PMIC 區塊 對應負載 對訊號品質的影響
Negative Charge Pump Laser / modulator driver bias 負壓雜訊會影響調變線性
Buck-Boost / low-noise rail TIA 供電 ripple 可能被 TIA 當作訊號一起放大
PIN / APD boost / bias Photodetector 偏壓漂移影響 responsivity 與接收靈敏度
LV Buck / core / PLL DSP 或控制核心 傳統 DSP 模組占比高;LPO 後 DSP core buck 權重下降
Sequence / load switch / protector 上電保護與熱插拔 可插拔模組可靠度與 hot-swap 必要條件

供應鏈映射

路徑環節 國際代表 台股 / 庫內映射 信心
Host SerDes / switch ASIC AVGO.US(broadcom)、Marvell、NVIDIA 2330_台積電(市)、ASIC / high-speed IP 鏈 高
Linear driver / TIA MTSI.US(macom)、SMTC.US(semtech)、MRVL.US(marvell) 4966_譜瑞-KY(櫃) 作類比訊號鏈比較;6147_頎邦(櫃)間接封裝 中高
金手指 / connector Amphenol、Molex 等 連接器與模組 PCB 鏈需另行驗證 中
Paddle card / 低損耗 PCB 高階 PCB / CCL / 銅箔供應鏈 3037_欣興(市)、2383_台光電(市) 中
光模組 PMIC TI、ADI、MPS、Silergy 6415_矽力-KY(市)、8081_致新(櫃)、6138_茂達(市) 中
光元件 / 模組 Coherent、Lumentum、Innolight、Eoptolink 4979_華星光(櫃)、3081_聯亞光電(櫃)、2455_全新(市)、6442_光聖(市) 中

BOM 成本結構(800G / 1.6T,野村,2026-10-09)

野村為量化美中光收發模組「65% 美國成分」政策門檻是否可行,拆解 800G/1.6T EML/SiPh 四種收發器的 BOM 成本結構;這組拆解同時也是訊號路徑上各環節(雷射/DSP/TIA/PD/PCB/外殼)成本佔比的具體數字,可對照上方「供應鏈映射」表:

BOM 項目 800G EML 800G SiPh 1.6T EML 1.6T SiPh
雷射/光晶片(EML/LD 或 SiPh+CW laser) 23% 15% 26% 14%
DSP/MCU/CDR 29% 36% 27% 35%
TIA 5% 6% 5% 6%
PD 晶片 8% 10% 8% 10%
PCB 10% 10% 8% 9%
其他光學元件 10% 10% 10% 10%
外殼/結構件 8% 8% 10% 13%
其他 5% 4% 9% 4%
報告_Nomura_光模組BOM美國成分65pct_20261009_002

Fig.1 800G 收發器 BOM 拆解圓餅圖(EML/SiPh)。來源:Nomura estimates,2026-10-09。

報告_Nomura_光模組BOM美國成分65pct_20261009_003

Fig.2 1.6T 收發器 BOM 拆解圓餅圖(EML/SiPh)。來源:Nomura estimates,2026-10-09。

  • 雷射/晶片+DSP+TIA/驅動晶片+PD 晶片四項高速晶片合計占 BOM 66–72%;雷射/光晶片占比 14–23%,是能否跨過「65% 美國成分」門檻的關鍵變數(SiPh 雷射占比較低,較難單靠雷射+DSP 湊足)。
  • DSP 為單一最大成本項(27–36%),由美系廠商(Marvell、Broadcom、Credo、Maxlinear)主導;TIA/Driver 亦以美系(Marvell、Broadcom、MACOM、Semtech)為主。
  • PCB、外殼/結構件等「物理通道」環節 BOM 占比合計僅約 18–23%,供應鏈分散(美/中/其他三方並存),政策影響有限。
  • 四張圓餅圖各分項加總落在 98–103%(四捨五入誤差)。

完整供應商名單(Fig.3,美/中/其他三方對照)與政策判讀見 供應鏈_光通訊「65% 美國成分門檻的 BOM 拆解驗證」節;來源:報告_Nomura_光模組BOM美國成分65pct_20261009,野村,2026-10-09。

投資判斷

  • LPO 的本質是責任轉移:模組 DSP 消失,但 equalization / compensation 沒有消失,而是移到 host SerDes;這提升 switch ASIC / SerDes 與模組端類比鏈的價值。
  • 金手指與板材從配角變成鏈路瓶頸:可插拔 form factor 保留,但 100G / 200G per lane 讓 connector、paddle card、M8 / M9 CCL、HVLP 銅箔的容錯變小。
  • PMIC 是訊號品質元件:TIA / driver / APD bias 低噪供電會直接影響 BER,LPO 後低噪 PMIC 比傳統 DSP buck 更值得追蹤。
  • 台股映射要分層:譜瑞偏高速類比訊號鏈,頎邦偏封裝間接受惠,矽力 / 致新 / 茂達偏低噪電源 watchlist,欣興 / 台光電偏物理通道材料與載板。

相關技術

來源

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