【应用方案】光模块专用芯片组合 | 艾为推出电源+信号链完整解决方案

随着AI算力与数据中心高速扩张，光模块正快速向400G/800G/1.6T，甚至3.2T的迭代，对供电稳定性、信号完整性与小型化的设计提出严苛要求。面对硅光、EML等主流方案对电源纹波、信号带宽、精度与集成度的高要求，艾为电子依托在电源管理（LDO/DC-DC/负载开关）与信号链（运放/比较器/模拟开关/电平转换/GPIO扩展）的技术积累，推出适配光模块的专用芯片组合，覆盖从电源输入、稳压分配、信号放大调理到监测保护的全链路，且封装超小、超薄，为光模块提供高性能、高可靠的国产化芯片选择。

 

 

图1 艾为电子推出的的光模块解决方案

 

PART 015个典型的器件应用

 

1、超小封装电平转换：

AW39112FOR 、AW39114FOR
 

MCU和DSP不同厂家的内核电平不同，I2C和SPI通讯电平不匹配，需要外加1-2颗电平转换芯片进行通讯电压适配。

 

典型产品：AW39112FOR（2通道），AW39114FOR（4通道）

通讯速率：  24Mbps (Push Pull)，2Mbps (Open Drain)

供电电：VCCA: 1.1V to 3.6 V，VCCB: 1.65 V to 5.5 V

ns级信号延时

超小封：

AW39112FOR：（FOWLP-8B 0.928mmX1.928mmX0.463mm）

AW39114FOR：（FOWLP-12B  1.87mmX1.37mmX0.587mm）

 

 

图2 AW3911X系列产品框图

 

2、小封装负载开关：

AW35131ACSR、AW35141ADNR

 

位于总电源第一级，用于热插拔电压缓启，降低对前端光设备的瞬态电压拉载。
 

AW35131ACSR

 

输入电压：1.2V~5.5V

负载电流：4A

静态电流： 3nA@3.3Vin

Rdson=22mR@3.3Vin

Ten=253us，Tr=320us

有QOD功能：

封装：WLCSP-6B 1.355mmX0.855mmX0.55mm

 

 

图3 AW35131ACSR产品框图和PIN定义示意图

 

AW35141ADNR

 

 

输入电压：Vbias=2.5V~5.5V，Vin=0.6V~Vbias

负载电流：6A

静态电流：20uA@3.3Vin

Rdson=19mR@3.3Vin

Ten=980us，Tr=560us

有QOD功能

封装：DFN-8L 2mmX2mmX0.75mm

 

 

图4 AW35141ACSR产品框图和PIN定义示意图

3、低功耗Boost：AW36099CSR
 

 

用于TOSA 中给Laser提供4V的供电，电流100mA左右。

 

AW36099CSR

 

输入电压：0.8V~5.2V

低静态功耗：IQ 1μA

输出电压：2.5V~5.5V 

输出：≥500mA @ VIN=3V, VOUT=4V

集成OVP、OTP、OCP、UVLO保护功能

封装：WLCSP-6B 1.245mmX0.885mmX0.6mm

 

 

图5 AW36099CSR产品框图和PIN定义示意图

 

4. 16通道GPIO扩展芯片：AW95016ABGR
 

 

在面向AI超大规模数据中心应用上，会用到XPO模块，采用双PCBA对扣+集成液冷的形式，让整个XPO模块的速率达到12.8Tbps，甚至更高，内部具有64通道PAM4高速口，控制和采集需求成倍增加，这样MCU的IO口就非常“吃紧”，AW95016ABGR一款小封装16通道GPIO扩展芯片，专门为这类应用所设计。

 

AW95016ABGR

 

电源、I2C口双供电：1.65V-5.5V，灵活适配前端MCU

16-bit GPIO扩展，可定义IO为输入/输出

GPIO可配置为开漏/推挽，驱动能力可配

支持1Mhz 高速I2C控制口

封装：BGA-24B 3mmX3mmX0.86mm

 

图6 AW95016ABGR产品框图和PIN定义示意图

 

5、模拟开关：AW35321QNR
 

 

在单板调试过程中，会有I2C直接跳过MCU来控制DSP的应用，并且要支持高速率应用。

 

AW35321QNR

 

供电电压：2.3-5.5V

导通阻抗：0.5ohm

高带宽：80Mhz

快速开启和关断时长：100ns

通道高隔离 ：79db at 100Khz

通道低串扰 ：80 db at 100Khz

工作温度：-40℃~105℃

封装：QFN-10L 1.8mmX1.4mmX0.55mm

 

 

图7 AW35321QNR产品框图和PIN定义示意图

 

PART 02光模块相关的通用产品选型

 

 

表1 光模块相关的通用产品选型表

 

艾为电子作为国内领先的数模混合、电源管理与信号链芯片企业，深耕数模芯片领域多年，针对光模块典型应用场景，打造了高可靠、低功耗、高集成度、超小封装的电源+信号链完整解决方案，可全面满足光模块在不同速率、不同封装下的供电、信号调理与监控需求，助力客户实现性能升级与国产化替代。