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MACOM:面向2.4T/3.2T的DRV/TIA技术演进与方案取舍

Posted on 2026-10-17 by

高速光模块的电芯片分模拟和数字两大类。模拟这边是发射端的驱动芯片 DRV 和接收端的跨阻放大器 TIA,负责光电信号的放大与转换。

数字这边以 DSP 为主,做色散补偿、相位控制、误码纠错和脉冲整形。

光模块光电芯片组成:硅光芯片、TIA、DRV、DSP 与电源芯片

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模拟芯片里,DRV 输出的调制电压和 TIA 转换出的电压都是高速模拟信号,对寄生参数很敏感。

所以 PD 与 TIA 的互连要尽量优化,才能降低损耗。

传统方案里 TIA 和 PD 是两颗独立芯片,靠金丝引线(Wire bond)连接,PD 采用顶面入射。

引线键合 TIA 方案:正面入射 PD 经金丝连接 WB TIA,再由金丝接到 DSP

金丝键合工艺成熟、成本低,但金丝带来的寄生电容和电感会限制带宽,也会引入损耗与串扰。

为了减少这些寄生,倒装方案把 TIA 和 PD 通过铜柱凸点(Cu Pillar)面对面贴装,以去掉金丝。

倒装 TIA 方案:背面入射 PD 与 CuPillar TIA 面对面贴装,去掉金丝

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倒装 Flip chip 让 TIA 正面朝下,通过铜柱直接焊接,互连距离极短,寄生小、带宽高,适合 800G/1.6T 光模块。

另一种是 3D 堆叠,把背面入射的 PD 直接叠放在引线键合型 TIA 上,不过 TIA 到 DSP 依然用引线键合。

PD 堆叠方案:背面入射 PD 叠放在引线键合型 WB TIA 上,TIA 到 DSP 仍是金丝

堆叠方案如果输出端还是引线键合,寄生的限制就依然存在。

在今年的 CIOE2026 上,MACOM 基于这些互连思路,展示了面向 2.4T/3.2T 的两代 TIA 产品。

第一代有预集成 PD 和不带 PD 两个版本,但 TIA 到 DSP 仍靠金丝引线,寄生电感限制了带宽,属于早期方案。

MACOM 用于 2.4T/3.2T 的 300G/400G 通道 TIA 两代方案:一代 PD 堆叠在 TIA 上,二代 FlipChip 倒装

MACOM 第二代把 TIA 直接倒装在硅光波导 PD 上方,去掉了这段金丝,损耗进一步降低。

当然哈,发射链路也同样需要满足带宽和信号完整性要求,依赖于调制器驱动器 DRV。

在 CIOE2026 上,MACOM 也演示了业界首款单通道 400G/lane 的 DRV 芯片。

支持 400G/lane 的硅光 MZM 驱动芯片:业界首款演示版,带宽约 150GHz,支持倒装与引线键合两种裸片形式

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器件采用差分输入,最高可以支持 280 GBaud 符号速率。

实测在没有离线信号处理时达到 390 Gbps PAM4,借助离线均衡补偿信道损耗后达到 400 Gbps PAM4。

400G/lane 驱动芯片性能表:280GBaud PAM4,高频 3dB 带宽 150GHz,调制功耗 0.35W

在包含引线键合模型的情况下,它的 3 dB 带宽达到 150 GHz。

含引线键合模型的频响曲线:3dB 带宽达 150GHz

除了 PAM4 硅光 IM-DD 的 DRV 和 TIA,MACOM 还布局了 coherent-lite 轻量相干路线。

它支持 MZM 和 TFLN 调制器,包含驱动器和低噪声 TIA,重点优化功耗。

相比 400G-ZR,驱动器功耗下降 47%,TIA 功耗下降 35%。这套芯片组不含 DSP,要搭配第三方相干 DSP,主要面向数据中心互联。

简单记录一下 MACOM 在 CIOE2026 上关于电芯片 DRV/TIA 的情况。

感谢阅读。

若有不准确的地方请见谅!

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