光模块MCU：兆易创新成功卡位主流未来走向光电融合

  电子发烧友网报道（文/黄晶晶）光通信行业随人工智能大模型、数据中心等快速的提升，迎来下一波增长浪潮。光模块作为光通信系统的核心，通过高效地进行光电信号的相互转换，确保光纤中信号的高速、长距离传输。在光模块的内部，MCU是实现数字诊断监视功能的重要器件，能够实时监控并上报温度、电压、电流、光功率等关键参数，进而保障光模块的稳定运行。兆易创新自2020年推出光模块专用MCU以来，慢慢的变成为光模块MCU的主流供应商之一。

  兆易创新在光模块领域推出的GD32 MCU全方面覆盖了从低速到高速、短距离到长距离的多样化应用需求，能够很好的满足不同光通信系统中的复杂场景。

  在今年9月举行的光博会上，兆易创新MCU事业部高级市场经理柯亚军接受了包括电子发烧友网在内的媒体采访。他表示，与通用MCU不一样，光模块对其专用MCU在芯片尺寸、模拟功能集成以及可靠性方面有着更严格的标准，以适应光通信系统对高性能和高可靠性的持续追求。兆易创新光模块MCU主要有三个系列产品。

  GD32E501系列MCU基于ARM® Cortex®-M33内核，内置的512KB双Bank闪存能支持同时读写（RWW，Read while write）功能，确保了在线升级（OTA）程序的不间断执行。提供3路高达1M速率的I2C接口、内存保护单元（MPU）、可编程逻辑单元（CLA）、I2C bootloader等高级特性，以及用于以太网PHY管理的MDIO接口，集成的丰富外设资源也可满足对光模块其他器件的控制及驱动需求。为了适应光模块小型化发展的新趋势，该系列MCU还提供了BGA64和QFN32封装选项，尺寸仅为4mm x 4mm，有助于实现紧凑设计。

  柯亚军表示，“GD32E501专对于数通市场，比如数据中心需要8路的DAC，要扩展更高的速率，Flash设计成双Bank，保证升级时业务不中断。”

  兆易创新的GD32E501系列光通信专用MCU自2020年初量产以来，已在多个关键领域得到普遍应用，包括数据中心/云服务器、50G前传、50G PON和传输网络等。针对100G及以上的光模块，兆易创新也主推GD32E501系列MCU。

  在基站前传及宽带接入网络等场景中，25Gbs及以下速率是当前技术路标的主力。柯亚军介绍，兆易创新另一款GD32E232系列是中高端的主力，是为光模块专门定制的，具有小封装、宽温、4路DAC等特点。可用于支持单通道50Gbps以下速率的光模块，覆盖了包括10G PON接入网络、25G前传以及机房内部低速互联等多个领域。

  GD32E232系列MCU基于Cortex®-M23内核，主频高达72MHz，提供了多至4路12位精度的DAC输出，无需借助外部数字电位器，缩减了PCB尺寸和BOM成本。为了确认和保证模拟信号的精确测量，该芯片集成了12位2.6MSPS采样率的高性能ADC，具备多达16个可复用通道，并支持16 位硬件过采样滤波功能和可配置的分辨率。配备的可编程逻辑阵列（CLA）可以在一定程度上完成简单的组合逻辑和顺序逻辑运算，有助于增强信号处理的实时性。

  另外，GD32E230系列是一颗入门级产品，主要是针对PON市场，可满足低成本、使用量大等需求。

  柯亚军表示，光模块产品对MCU在小封装、大算力、模拟外设等方面都有特别的条件。“比如，中低速率的光模块只要求四通道的DAC，高速率的则要求8路DAC，这样对于MCU的外设就有不同的要求；其次，高速的光模块通信协议控制很复杂，对算力要求更高，比如双Bank Flash设计，I2C支持更高的速度，以及更大的 SRAM和Flash的容量。”

  针对满足高速光模块发展的需求，兆易创新在MCU设计上也将逐渐增强。柯亚军说道，未来若要做骨干网相关的光模块，对MCU的 SRAM、Flash尺寸，外设的速度等都将有新的要求。此外，兆易创新也结合自有的模拟信号链、电源、存储等产品增强光模块芯片的整合方案能力。

  兆易创新在光模块市场成功卡位，得益于几方面的天时地利人和。柯亚军分析，前几年随着光模块速率的提升，中低速光模块采用的8位 MCU已不足以满足需求，面对光模块MCU从8位向32位迁移的趋势，专注于32位MCU的兆易创新抓住了这一巨大的机会，顺利进军光模块市场。同时，国内光模块厂商的发展突飞猛进，目前全球前十大光模块厂商当中，中国企业占七席，而过去光模块MCU供应商主要为海外厂商，行业急需国内MCU厂商的加入。此外，最近两年，数据中心的大规模建设，催生了对高速光模块的需求，兆易创新推出高性能GD32E501系列MCU予以满足。

  从光模块对MCU厂商和产品的要求来看，光模块MCU对可靠性要求比较高，属于工业级产品，这一市场对MCU产品验证周期长，MCU厂商需具有持续投入和耕耘的能力。相对于MCU广阔的应用来说，光模块MCU又是偏小众市场，因此早期国内不少MCU厂商进军光模块领域，但真正成规模的比较少。目前，除了少数几家国际厂商之外，兆易创新在光模块MCU领域供应商里处于领先地位。

  目前，光模块MCU约数千万颗的市场容量，整体市场规模不大，但增速很快。柯亚军表示，光模块的速率正在从800G迈向1.6T，未来光电融合会是大趋势，那么跟随光通信市场不断向前发展，兆易创新将持续加大对MCU以及与其深度协同的Flash、模拟等产品在光模块应用的投入和布局。

  据悉，预计今年Q4到明年Q1，兆易创新光模块MCU将有两款产品做迭代升级，产品性能提升，供应链更加稳固。未来，兆易创新将不断打磨和迭代MCU产品，与国内外光通信领域优秀的厂商们一起成长。

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