ตัวเก็บประจุซิลิคอนของ Murata: แหล่งจ่ายไฟสำหรับโมดูลออปติก AI

Murata Silicon Capacitors and the Race to 3.2T Optical Modules

ตัวเก็บประจุซิลิคอนของ Murata: แหล่งจ่ายไฟสำหรับโมดูลออปติก AI

TL;DR
  • ความเร็วอีเทอร์เน็ตได้เพิ่มขึ้นจาก 10G ในปี 2000 มาสู่ระดับกระแสหลักที่ 1.6T ในปัจจุบัน และอุตสาหกรรมกำลังมุ่งหน้าสู่โมดูลออปติก 3.2T ราวปี 2028— การเพิ่มขึ้นถึงสามลำดับขนาดในเวลาเพียงสองทศวรรษ
  • Murataกำลังวางตำแหน่งตัวเก็บประจุซิลิคอนแบบไวด์แบนด์ของตนเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้เกิดการเพิ่มความเร็วดังกล่าว โดยมีอุปกรณ์ที่ยังทำงานได้ที่ 220 GHz ด้วยค่าการสูญเสียการแทรกต่ำกว่า 0.5 dB ที่ 160G.
  • โมดูลออปติกกำลังเปลี่ยนจากแบบเสียบได้ไปเป็นแบบไม่เสียบ — NPO และ CPO — และประมาณ20% ของโมดูล 1.6T และ 3.2Tคาดว่าจะใช้สถาปัตยกรรมแบบไม่เสียบ โดยได้รับแรงขับเคลื่อนจากระบบเครือข่ายไฮเปอร์สเกล.
  • สำหรับผู้ซื้อชิ้นส่วน สัญญาณเชิงปฏิบัติคือชิ้นส่วนแพสซีฟภายในโมดูลออปติกกำลังเพิ่มจำนวนขึ้นแม้โมดูลจะเล็กลง — ผลักดันตัวเก็บประจุแบบฝังและซับสเตรตซิลิคอนแบบกำหนดเองให้ขึ้นมาเป็นอันดับต้นๆ ของการตัดสินใจด้านการออกแบบ.
  • Murata เดินสายการผลิตตัวเก็บประจุซิลิคอนทั้งขนาด 6 นิ้วและ 8 นิ้ว และระบุว่าปัจจุบันไม่มีคอขวดด้านกำลังการผลิต ซึ่งสำคัญต่อผู้ซื้อที่วางแผนการผลิตโมดูลออปติกระยะหลายปี

1. เกิดอะไรขึ้น

การไต่ระดับความเร็วใน Ethernet ยากที่จะกล่าวเกินจริง ในปี 2000 10 gigabit per second คือพรมแดนสูงสุด วันนี้1.6 เทระบิตต่อวินาที (1.6T)เป็นระดับไฮเอนด์กระแสหลักของมอดูลออปติก และอุตสาหกรรมกำลังวางแผนการก้าวไปสู่3.2Tภายในปี 2028 โดยผู้สังเกตการณ์บางรายชี้ไปที่ปี 2030 นั่นคือการเติบโตของความเร็วสามลำดับขนาดในระยะเวลาประมาณสองทศวรรษ และได้เปลี่ยนชิ้นส่วนพาสซีฟภายในทุกมอดูลออปติกให้กลายเป็นสมรภูมิการออกแบบ

ณ ใจกลางของสมรภูมินั้นคือตัวเก็บประจุธรรมดา ๆ — โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวเก็บประจุซิลิคอน. ต่างจากตัวเก็บประจุเซรามิกที่ครองวงการอิเล็กทรอนิกส์มาหลายทศวรรษ ตัวเก็บประจุซิลิคอนถูกสร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งทำให้มีการตอบสนองความถี่ที่กว้างและแบนราบกว่าอย่างพื้นฐาน ขณะที่โมดูลออปติกมุ่งสู่ 200G ต่อเลนเดียว และในที่สุด 400G และ 800G ตัวเก็บประจุที่ทำหน้าที่คัปเปิลและดีคัปเปิลสัญญาณต้องตามให้ทันตลอดแบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้นเรื่อย ๆ นั่นคือความสามารถที่Murataกำลังขายอยู่.

ในงาน 2026 China International Optoelectronic Exposition สายผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุซิลิคอนของ Murata ได้นำเสนอพอร์ตโฟลิโอครบวงจรที่มุ่งเป้าไปที่การเชื่อมต่อด้วยแสงในศูนย์ข้อมูล AI Olivier Gaborieau ผู้จัดการสายผลิตภัณฑ์อาวุโสด้านตัวเก็บประจุซิลิคอนของ Murata กล่าวอย่างตรงไปตรงมาถึงสิ่งที่ขับเคลื่อนการขยายตัว: "ในมุมมองของผม AI คือปัจจัยที่ใหญ่ที่สุด ในปี 2014 หรือ 2016 หลายสิ่งหลายอย่างที่เราเห็นในตอนนี้ไม่มีอยู่เลย เพราะการมาถึงของ AI เป็นตัวขับเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดที่ผลักดันให้ทั้งอุตสาหกรรมโมดูลไปสู่ความเร็วที่สูงขึ้น"

กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ Murata จัดแสดงครอบคลุมตัวเก็บประจุเซรามิก ตัวเก็บประจุซิลิคอน IC กำลัง ออสซิลเลเตอร์คริสตัลและเทอร์มิสเตอร์ ตัวเหนี่ยวนำ ฟิลเตอร์ โมดูเลเตอร์ลิเธียมไนโอเบตแบบฟิล์มบาง (TFLN) และสับสเตรต LTCC และ LCP — พอร์ตโฟลิโอที่กว้างซึ่งมุ่งเป้าโดยตรงไปที่โมดูลออปติกแบบเสียบได้รุ่นถัดไป แต่ตัวเก็บประจุซิลิคอนคือส่วนหนึ่งของเรื่องราวนั้นที่เชื่อมโยงโดยตรงกับปัญหาทางเทคนิคที่ยากที่สุดของอุตสาหกรรม: การรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณให้คงอยู่เมื่อความเร็วเพิ่มสูงขึ้น

2. ทำไมเรื่องนี้จึงสำคัญ

สำหรับผู้ที่จัดหาคอมโพเนนต์สำหรับการเชื่อมต่อด้วยแสง เรื่องราวของตัวเก็บประจุซิลิคอนมีความสำคัญเพราะมันอยู่ที่จุดบรรจบของสามปัจจัยที่กำลังปรับเปลี่ยนห่วงโซ่อุปทานของศูนย์ข้อมูลทั้งหมด:ความเร็ว การผสานรวม และการย่อส่วน. โมดูลออปติกกำลังเร็วขึ้นในขณะเดียวกันก็เล็กลงและซับซ้อนมากขึ้น และชิ้นส่วนพาสซีฟภายในถูกเรียกร้องให้ทำหน้าที่มากขึ้นในพื้นที่ที่น้อยลง นั่นคือสูตรสำหรับความตึงเครียดในห่วงโซ่อุปทาน และเป็นเหตุผลว่าทำไมชิ้นส่วนเพียงประเภทเดียว — ตัวเก็บประจุ — จึงกลายเป็นประเด็นพูดคุยเชิงกลยุทธ์

แรงขับด้านความเร็วเป็นสิ่งที่ชัดเจนที่สุด เมื่อโมดูลออปติกเคลื่อนจาก 100G-per-lane ไปเป็น 200G-per-lane และเกินกว่านั้น แบนด์วิดท์ที่ตัวเก็บประจุต้องรองรับก็กว้างขึ้นเรื่อย ๆ ตัวเก็บประจุที่ทำงานได้ดีที่ 100G อาจกลายเป็นคอขวดด้านความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ 200G ผลลัพธ์คือผู้ผลิตโมดูลถูกบังคับให้ประเมินชิ้นส่วนพาสซีฟที่ใช้มานานหลายปีใหม่ และซัพพลายเออร์ที่มีประสิทธิภาพด้านความถี่สูงที่เหมาะสมจะได้อำนาจต่อรองด้านราคาและอิทธิพลด้านการออกแบบ

แรงขับด้านการผสานรวมนั้นละเอียดอ่อนกว่า แต่อาจกล่าวได้ว่าสำคัญกว่า โมดูลออปติกกำลังเปลี่ยนจากฟอร์มแฟกเตอร์แบบเสียบได้ — ซึ่งโมดูลเป็นกล่องแยกที่เสียบเข้ากับสวิตช์ — ไปสู่สถาปัตยกรรมแบบเสียบไม่ได้ เช่นNPO (ออปติกส์แบบใกล้แพ็กเกจ)และCPO (co-packaged optics). ใน CPO ออปติกส์ถูกบรรจุร่วมโดยตรงกับซิลิคอนสวิตช์ ซึ่งช่วยลดความยาวเส้นทางไฟฟ้า ตัดส่วน DSP ออกไปมาก และลดการใช้พลังงาน Murata อ้างอิงการเปรียบเทียบที่โมดูลออปติกแบบออนบอร์ด CPO 3.2T บรรลุการลดปริมาตรได้มากกว่า 100 เท่าเมื่อเทียบกับโมดูลแบบเสียบได้ 4×OSFP800 ความหนาแน่นเช่นนี้เปลี่ยนว่าส่วนประกอบใดสามารถใส่ได้ และใส่ที่ใด

แรงขับเคลื่อนด้านการย่อขนาดเป็นผลลัพธ์ที่ตามมา เมื่อโมดูลเล็กลงและโพรโทคอลเรียกร้องความสามารถมากขึ้น จำนวนชิ้นส่วนแพสซีฟภายในแต่ละโมดูลกลับเพิ่มขึ้น ไม่ใช่ลดลง สิ่งนี้สร้างความขัดแย้งเชิงกายภาพ: แพสซีฟมากขึ้น แต่พื้นที่น้อยลง คำตอบของ Murata คือตัวเก็บประจุแบบฝัง— แพสซีฟที่สร้างเข้าไปในซับสเตรตเองแทนการบัดกรีไว้ด้านบน — และซับสเตรตซิลิคอนแบบกำหนดเอง สำหรับผู้ซื้อ นี่คือแนวหน้าของการเปลี่ยนแปลงที่กว้างขึ้นซึ่งเราได้ติดตามตลอดห่วงโซ่อุปทานชิป: ข้อจำกัดด้านกำลังการผลิตและการบูรณาการที่ดูเหมือนอยู่ไกลในวันนี้มักมาถึงเร็วกว่าที่คาด ซึ่งเป็นธีมที่เราได้สำรวจในบทวิเคราะห์ของเราเกี่ยวกับคอขวดของโมดูลออปติก AI.

เพื่อให้เห็นภาพอุปสงค์ได้ชัดเจนขึ้น ลองพิจารณาว่าคลัสเตอร์ AI มีหน้าตาอย่างไรในชั้นเครือข่าย คลัสเตอร์ฝึกโมเดลแบบไฮเปอร์สเกลเพียงหนึ่งชุดสามารถเชื่อมต่อตัวเร่งความเร็วนับหมื่นตัวผ่านลำดับชั้นของสวิตช์และลิงก์ออปติก และโมดูลออปติกที่รองรับลิงก์เหล่านั้นมีจำนวนนับแสนชิ้นต่อการติดตั้งหนึ่งครั้ง โมดูลทุกตัวเหล่านั้นมีหลักเศรษฐศาสตร์เดียวกัน นั่นคือ แบนด์วิดท์ต่อโมดูลมากขึ้น ใช้พลังงานต่อบิตน้อยลง และใช้พื้นที่ต่อแร็กน้อยลง เมื่อการเปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนช่วยประหยัดพลังงานหรือพื้นที่ได้แม้เพียงเล็กน้อยต่อโมดูล การประหยัดโดยรวมทั้งคลัสเตอร์ก็มหาศาล นั่นคือเหตุผลที่ชิ้นส่วนพาสซีฟภายในโมดูล โดยเฉพาะตัวเก็บประจุ ได้กลายเป็นหัวข้อที่ได้รับความใส่ใจทางวิศวกรรมอย่างจริงจังแทนที่จะเป็นเรื่องที่คิดทีหลัง และเป็นเหตุผลที่เราได้ติดตามนัยยะที่กว้างขึ้นต่อห่วงโซ่อุปทานในการรายงานของเราเกี่ยวกับสัญญาณที่กำลังกำหนดทิศทางห่วงโซ่อุปทานชิปปี 2026.

3. ภูมิหลังทางเทคนิค

3.1 การไต่ระดับความเร็วในบริบท

เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมตัวเก็บประจุจึงสำคัญขึ้นมาได้ การทำความเข้าใจว่า "1.6T" และ "3.2T" หมายถึงอะไรจริง ๆ ในระดับชิ้นส่วนจะช่วยได้ โมดูลออปติก 1.6T โดยทั่วไปจะรวมหลายเลนเข้าด้วยกัน เช่น แปดเลนที่ 200G ต่อเลน หรือสิบหกเลนที่ 100G ต่อเลน แต่ละเลนส่งสัญญาณอนุกรมความเร็วสูง และเส้นทางสัญญาณของแต่ละเลนประกอบด้วยตัวเก็บประจุแบบคัปปลิงที่ยอมให้สัญญาณ AC ผ่านไปพร้อมกับบล็อก DC และตัวเก็บประจุแบบดีคัปปลิงที่ทำให้แหล่งจ่ายไฟเรียบ เมื่ออัตราต่อเลนเพิ่มขึ้น ความถี่ที่ตัวเก็บประจุเหล่านั้นต้องผ่านก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย และความเหนี่ยวนำกับความต้านทานแฝงของตัวเก็บประจุเองก็เริ่มบั่นทอนสัญญาณ

นี่คือจุดที่ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุเซรามิกและตัวเก็บประจุซิลิกอนกลายเป็นปัจจัยชี้ขาด ตัวเก็บประจุเซรามิกเป็นชิ้นส่วนแยกเดี่ยวที่มีการตอบสนองต่อความถี่จำกัด เมื่อเลยจุดหนึ่งไป ความเหนี่ยวนำแฝงของมันทำให้มันทำงานเหมือนตัวเก็บประจุน้อยลงและเหมือนตัวเหนี่ยวนำมากขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ต้องการในเส้นทางสัญญาณความเร็วสูงเลย ตรงกันข้าม ตัวเก็บประจุซิลิกอนถูกสร้างบนเวเฟอร์สารกึ่งตัวนำที่มีการควบคุมขนาดที่แม่นยำมาก ซึ่งช่วยให้คงการตอบสนองแบบแบนและไวด์แบนด์ได้ไปจนถึงระดับหลายสิบกิกะเฮิรตซ์และแม้แต่หลายร้อยกิกะเฮิรตซ์ นั่นคือความหมายของ "wideband" ในตัวเก็บประจุซิลิกอนแบบไวด์แบนด์

Murata wideband silicon capacitor product for high-speed optical modules.
ตัวเก็บประจุซิลิคอนแบบไวด์แบนด์ของ Murata มุ่งตอบโจทย์ความต้องการด้านการคัปปลิง AC และการดีคัปปลิง DC ของโมดูลออปติคัลรุ่นถัดไป (ที่มา: Murata)

โมดูลออปติคัลเองก็มีวิวัฒนาการที่สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของความเร็ว ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ฟอร์มแฟกเตอร์มาตรฐานเป็นโมดูลแบบเสียบได้ที่ค่อนข้างใหญ่ เช่น GBIC และ SFP ซึ่งแต่ละตัวมีเลนเดียว เมื่อความเร็วสูงขึ้น อุตสาหกรรมได้เปลี่ยนไปใช้ QSFP และจากนั้นเป็น QSFP-DD และ OSFP ซึ่งบรรจุหลายเลนไว้ในโมดูลเดียวเพื่อให้ถึง 400G, 800G และปัจจุบัน 1.6T ฟอร์มแฟกเตอร์แต่ละรุ่นผลักดันแบนด์วิดท์มากขึ้นผ่านแพ็กเกจที่เล็กลง และแต่ละรุ่นบังคับให้ส่วนประกอบสนับสนุน — รวมถึงตัวเก็บประจุ — ต้องมีขนาดเล็กลงในขณะที่ทำงานที่ความถี่สูงขึ้น ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นการตอบสนองโดยตรงต่อแรงกดดันนั้น

แก่นทางเทคนิคของเรื่องนี้คือความแตกต่างระหว่างกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์กับการซ้อนชั้นแบบเซรามิก ตัวเก็บประจุเซรามิกคือการซ้อนหลายชั้นของไดอิเล็กทริกเซรามิกและอิเล็กโทรดโลหะ และช่วงความถี่ที่มีประโยชน์ถูกจำกัดด้วยความเหนี่ยวนำของโครงสร้างนั้น ตัวเก็บประจุซิลิคอนถูกผลิตแบบเดียวกับชิป โดยมีคุณสมบัติที่กำหนดด้วยลิโทกราฟีซึ่งสามารถทำให้เล็กลงและสม่ำเสมอมากกว่ามาก ผลลัพธ์คือตัวเก็บประจุที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำและแบนราบไปจนถึงความถี่ที่ชิ้นส่วนเซรามิกไม่สามารถไปถึงได้ — ซึ่งเป็นเหตุผลที่ตัวเลข 220 GHz ที่ Murata อ้างถึงจึงเป็นไปได้เลย

3.2 แบบเสียบได้, NPO และ CPO: สามวิธีในการบรรจุออปติกส์

อีกครึ่งหนึ่งของเรื่องนี้คือสถาปัตยกรรมทางกายภาพของโมดูลออปติคัลเอง ในรูปแบบดั้งเดิมที่เรียกว่าแบบเสียบได้โมดูล, ออปติกส์จะอยู่ในกล่องแยกที่เปลี่ยนได้ ซึ่งเชื่อมต่อกับ ASIC ของสวิตช์ด้วยเส้นทางไฟฟ้าที่ค่อนข้างยาว เมื่อความเร็วสูงขึ้น เส้นทางยาวดังกล่าวมีต้นทุนสูงทั้งในด้านพลังงานและความสมบูรณ์ของสัญญาณ ซึ่งเป็นเหตุผลที่อุตสาหกรรมกำลังมุ่งไปสู่การรวมระบบที่แน่นขึ้น

NPO หรือออปติกส์แบบใกล้แพ็กเกจ, ช่วยทำให้เส้นทางนั้นสั้นลงโดยการวางออปติกส์ให้ใกล้แพ็กเกจสวิตช์มากขึ้น ลดความจำเป็นสำหรับฟังก์ชัน DSP บางส่วน และลดการใช้พลังงานCPO หรือออปติกส์แบบบรรจุร่วม, ไปไกลกว่านั้น โดยรวมออปติกส์เข้ากับซิลิคอนสวิตช์โดยตรง ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบ 2.5D — ซึ่งดายออปติกและดายไฟฟ้าวางเคียงกันบนซับสเตรตร่วม — หรือรูปแบบ 3D ซึ่งวางซ้อนกัน CPO ถูกกล่าวถึงอย่างกว้างขวางว่าเป็นจุดสุดท้ายของการรวมระบบออปติก และเป็นฟอร์มแฟกเตอร์ที่การลดปริมาตรลง 100 เท่าเกิดขึ้น

การคาดการณ์ของ Murata คือประมาณ20% ของโมดูล 1.6T และ 3.2Tจะใช้สถาปัตยกรรมแบบ non-pluggable โดยขับเคลื่อนจากข้อกำหนดด้าน scale-networking ของคลัสเตอร์ AI ขนาดใหญ่ที่สุด นี่ไม่ใช่ตลาดเฉพาะกลุ่ม แต่เป็นส่วนสำคัญของตลาดที่มีมูลค่านับพันล้านดอลลาร์ และเป็นส่วนที่ขนาดชิ้นส่วนและการบูรณาการมีความสำคัญที่สุด

Evolution of optical module integration from pluggable to NPO to CPO.
การบูรณาการโมดูลออปติกกำลังเคลื่อนจาก pluggable ไปสู่ NPO และในที่สุด CPO ซึ่งช่วยลดเส้นทางไฟฟ้าและขนาดของโมดูลเอง (ที่มา: Murata)

3.3 TFLN และด้านโมดูเลเตอร์

ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นเพียงส่วนหนึ่งของรายการวัสดุ (bill of materials) ของโมดูลออปติก ในด้านโมดูเลเตอร์ลิเทียมไนโอเบตแบบฟิล์มบาง (TFLN)ได้กลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับโมดูเลเตอร์แบบ electro-optic ที่ใช้ในโมดูล pluggable ขนาด 2T ขึ้นไป และยังรองรับสถาปัตยกรรม CPO และ NPO Murata ได้แสดงโมดูเลเตอร์ TFLN ควบคู่กับตัวเก็บประจุซิลิคอนของบริษัท ซึ่งสะท้อนกลยุทธ์ในการครอบคลุมทั้งฟังก์ชันการเชื่อมโยงสัญญาณ (signal-coupling) และการมอดูเลตของลิงก์ออปติกความเร็วสูง

ความเกี่ยวข้องสำหรับผู้ซื้อคือโมดูลออปติกความเร็วสูงสุดในปัจจุบันรวบรวมกลุ่มเทคโนโลยีเฉพาะทางเข้าด้วยกัน — พาสซีฟแบบไวด์แบนด์, โมดูเลเตอร์ TFLN, สับสเตรตความถี่สูง — ซึ่งมีเพียงผู้จำหน่ายไม่กี่รายที่สามารถจัดหาได้ การรวมศูนย์ดังกล่าวทำให้การเลือกการออกแบบที่ทำตั้งแต่ช่วงต้นของโครงการโมดูลออปติกมักจะล็อกผู้จำหน่ายเฉพาะและชิ้นส่วนเฉพาะไว้ ซึ่งเพิ่มความสำคัญของการเลือกชิ้นส่วนพาสซีฟให้ถูกต้องตั้งแต่ครั้งแรก

Murata thin-film lithium niobate modulator and silicon capacitor portfolio for optical interconnect.
พอร์ตโฟลิโอการเชื่อมต่อเชิงแสงของ Murata ครอบคลุมตัวเก็บประจุซิลิคอน, โมดูเลเตอร์ TFLN และสับสเตรต LTCC และ LCP (ที่มา: Murata)

นักวิเคราะห์ตลาดมองเห็นการเปลี่ยนผ่านแบบเดียวกันYoleและบริษัทวิจัยอื่น ๆ ได้จัดทำแผนภาพการเปลี่ยนแปลงของการเชื่อมต่อเชิงแสงไปสู่ความเร็วที่สูงขึ้นและการรวมตัวที่แน่นขึ้น และโอกาสของตัวเก็บประจุซิลิคอนอยู่ในกรอบการคาดการณ์นั้นอย่างชัดเจน สิ่งที่สำคัญสำหรับผู้ซื้อไม่ใช่ตัวเลขตลาดที่แน่นอน แต่เป็นทิศทาง: ชิ้นส่วนที่เปิดใช้งานระดับความเร็วถัดไปกำลังกลายเป็นเทคโนโลยีเฉพาะทางมากพอที่การเลือกใช้ตั้งแต่ขั้นออกแบบแต่เนิ่น ๆ มีความสำคัญ และผู้ที่มาช้าจะเผชิญกับตัวเลือกที่ผ่านการรับรองในชุดที่เล็กกว่า

3.4 ทำไมตัวเก็บประจุแบบฝังจึงเป็นก้าวถัดไป

ส่วนที่มองไปข้างหน้ามากที่สุดในข้อเสนอของ Murata คือตัวเก็บประจุแบบฝัง. ในการออกแบบแบบดั้งเดิม ตัวเก็บประจุเป็นชิ้นส่วนแยกที่บัดกรีลงบนแผงโมดูล ในการออกแบบแบบฝัง ความจุไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในซับสเตรตเอง ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่บนแผงและทำให้เส้นทางไฟฟ้าสั้นลงไปอีก เมื่อขนาดโมดูลเล็กลงในขณะที่จำนวนชิ้นส่วนเพิ่มขึ้น ความจุแบบฝังจึงเปลี่ยนจากเทคนิคเฉพาะกลุ่มไปเป็นตัวเลือกกระแสหลัก

Murata สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงนี้ด้วยซับสเตรตซิลิคอนแบบกำหนดเอง และสำหรับแพ็กเกจ NPO และ CPO 2.5D ได้มีโซลูชันบอลที่บัดกรีล่วงหน้า บริษัทยังได้สร้างเครื่องมือจำลองที่ช่วยให้ลูกค้าประเมินประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุแบบฝังได้ตั้งแต่ช่วงต้นของระยะการออกแบบ สำหรับทีมจัดซื้อ สิ่งที่ควรนำไปใช้คือ รายการวัสดุสำหรับโมดูลออปติกเจเนอเรชันถัดไปกำลังเปลี่ยนจากการซื้อชิ้นส่วนแยกเป็นหลัก ไปสู่การกำหนดโซลูชันแบบบูรณาการที่กำหนดเองมากขึ้น ซึ่งเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของการจัดหาจากแหล่งที่สองและความสัมพันธ์กับซัพพลายเออร์

Murata embedded capacitor and custom silicon substrate for CPO and NPO optical modules.
ตัวเก็บประจุแบบฝังและซับสเตรตซิลิคอนแบบกำหนดเองช่วยให้ผู้ผลิตโมดูลใส่ชิ้นส่วนพาสซีฟไว้ในซับสเตรตได้โดยตรง (ที่มา: Murata)

ควรลองพิจารณาสถานการณ์ตรงข้ามเพื่อดูว่าเรื่องนี้สำคัญเพราะเหตุใด หากตัวเก็บประจุยังคงเป็นชิ้นส่วนแยกโดยสมบูรณ์ พื้นที่ภายในโมดูล CPO และ NPO ที่เล็กลงเรื่อยๆ ในที่สุดจะบังคับให้ผู้ผลิตโมดูลต้องเลือกระหว่างการลดจำนวนชิ้นส่วนกับการยอมเสียประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นการแลกเปลี่ยนที่ไม่มีใครต้องการ แนวทางตัวเก็บประจุแบบฝังช่วยคลี่คลายความตึงเครียดนี้โดยย้ายชิ้นส่วนพาสซีฟเข้าไปในซับสเตรต แต่ยังหมายความว่าตัวเก็บประจุจะไม่ใช่สินค้าโภคภัณฑ์ที่สามารถสลับระหว่างซัพพลายเออร์ได้ตามใจอีกต่อไป เมื่อการออกแบบเลือกใช้ซับสเตรตซิลิคอนแบบกำหนดเอง ความสัมพันธ์กับซัพพลายเออร์จะแน่นแฟ้นขึ้น และต้นทุนในการเปลี่ยนจะสูงขึ้น นี่คือการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างในวิธีการจัดหาชิ้นส่วนพาสซีฟสำหรับโมดูลออปติก ไม่ใช่เพียงการอัปเกรดเทคโนโลยี

4. ตัวเลขสำคัญ

ตารางต่อไปนี้สรุปตัวเลขสำคัญด้านประสิทธิภาพและตลาดที่ Murata แบ่งปันเกี่ยวกับพอร์ตโฟลิโอตัวเก็บประจุซิลิคอน ตัวเลขเหล่านี้มีความสำคัญเพราะเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดว่าตัวเก็บประจุสามารถตามทันเลน 200G หรือ 400G ได้จริงหรือไม่

พารามิเตอร์ ค่า หมายเหตุ
แนวโน้มความเร็วอีเทอร์เน็ต 10G → 1.6T → 3.2T 2000 → วันนี้ → ~2028/2030
ส่วนแบ่งแบบ Non-pluggable (1.6T/3.2T) ≈20% สถาปัตยกรรม NPO และ CPO
ความถี่ของตัวเก็บประจุแบบไวด์แบนด์ 220 GHz ยังทำงานได้ดีที่ความถี่นี้
ค่าการสูญเสียจากการแทรกที่ 160G <0.5 dB การสูญเสียในเส้นทางสัญญาณผ่านตัวเก็บประจุ
ค่าการสูญเสียจากการสะท้อน >20 dB การระงับสัญญาณสะท้อน
ค่าสูญเสียต่อความถี่ 0.005 dB/GHz ลักษณะแบนราบและทำงานในย่านความถี่กว้าง
ประหยัดพื้นที่ (การคัปปลิงแบบ AC) สูงสุด 70% เมื่อเทียบกับทางเลือกแบบแยกชิ้นส่วน
ประหยัดพลังงาน ~80% เมื่อเทียบกับทางเลือกแบบแยกชิ้นส่วน
อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุซิลิคอน >20 ปี ค่าความจุเสถียรเมื่อแรงดัน อุณหภูมิ และอายุการใช้งานเปลี่ยนแปลง
สายการผลิต 6-inch + 8-inch ไม่มีรายงานปัญหาคอขวดด้านกำลังการผลิต

ตัวเลข 220 GHz คือจุดเด่นหลัก ซึ่งหมายความว่าตัวเก็บประจุยังคงทำงานเหมือนตัวเก็บประจุที่ความถี่สูงกว่าที่ชิ้นส่วนเซรามิกจะทำได้มาก ซึ่งเป็นสิ่งที่สัญญาณ 200G ต่อเลนต้องการพอดี ตัวเลข insertion loss และ return loss อธิบายว่าตัวเก็บประจุมีความโปร่งใสในเส้นทางสัญญาณเพียงใด — insertion loss ต่ำลงและ return loss สูงขึ้นต่างก็หมายถึงการเสื่อมสภาพที่น้อยลงของสัญญาณความเร็วสูงมากที่โมดูลพยายามส่ง ตัวเลข 0.005 dB/GHz เป็นวิธีบอกว่าการตอบสนองเรียบแบน ไม่มีพีค ตลอดย่านการทำงาน

ตัวเลขด้านพื้นที่และกำลังไฟ — ประหยัดพื้นที่ได้ถึง 70% และประหยัดกำลังไฟได้ประมาณ 80% — คือข้อโต้แย้งเชิงพาณิชย์ที่ดึงความสนใจของวิศวกรออกแบบ ในโมดูล CPO ที่ทุกลูกบาศก์มิลลิเมตรและทุกวัตต์มีความสำคัญ ชิ้นส่วนที่ประหยัดทั้งพื้นที่และกำลังไฟย่อมคุ้มค่าที่จะจ่ายแพงกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลที่ Murata สามารถวางตำแหน่งตัวเก็บประจุซิลิคอนได้มากกว่าสินค้าโภคภัณฑ์ ตัวเลขอายุการใช้งาน 20 ปีมีความสำคัญสำหรับผู้ซื้อโครงสร้างพื้นฐานที่คาดหวังให้อุปกรณ์ออปติกอยู่ในใช้งานเป็นเวลานาน

5. ใครได้รับผลกระทบ

ผู้ผลิตโมดูลออปติกเป็นกลุ่มผู้อ่านโดยตรงที่สุด บริษัทที่สร้างโมดูล 800G, 1.6T และในที่สุด 3.2T คือผู้ที่ต้องเลือกระหว่างตัวเก็บประจุเซรามิกกับซิลิคอน และระหว่างพาสซีฟแบบแยกชิ้นกับแบบฝัง การตัดสินใจออกแบบของพวกเขากำหนดว่าคอมโพเนนต์ของใครจะถูกออกแบบเข้าไปในผลิตภัณฑ์ และการตัดสินใจเหล่านี้มักฝังลึกอยู่ตลอดรุ่นผลิตภัณฑ์หนึ่ง

ผู้ให้บริการดาต้าเซ็นเตอร์และไฮเปอร์สเกลเลอร์เป็นผู้ได้รับประโยชน์โดยอ้อมแต่ท้ายที่สุด คลัสเตอร์ AI เป็นกลไกความต้องการที่อยู่เบื้องหลังการเพิ่มความเร็ว และผู้ให้บริการที่สร้างคลัสเตอร์เหล่านี้ให้ความสำคัญกับพลังงาน ความหนาแน่น และความน่าเชื่อถือ — ซึ่งทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับเรื่องราวของตัวเก็บประจุซิลิคอน คอมโพเนนต์ที่ประหยัดพลังงานและพื้นที่ในทุกโมดูลจะสะสมผลทวีคูณทั่วดาต้าเซ็นเตอร์ที่มีโมดูลหลายแสนตัว

ผู้ซื้อชิ้นส่วนและทีมจัดซื้อจัดจ้างควรอ่านสิ่งนี้เป็นตัวชี้วัดล่วงหน้า เมื่อซัพพลายเออร์อย่าง Murata กล่าวว่าจำนวนพาสซีฟคอมโพเนนต์ภายในโมดูลที่เล็กลงกำลังเพิ่มขึ้น และพาสซีฟแบบฝังคือคำตอบ นั่นเป็นสัญญาณว่ารายการวัสดุสำหรับโมดูลออปติกกำลังจะเปลี่ยน ผู้ซื้อที่จัดหาตัวเก็บประจุแบบแยกชิ้นมาหลายปีอาจพบว่าการออกแบบครั้งต่อไปของพวกเขาต้องใช้ซับสเตรตแบบกำหนดเองและโซลูชันแบบรวม ซึ่งเปลี่ยนคู่มือการจัดหา

ซัพพลายเออร์พาสซีฟคอมโพเนนต์ที่แข่งขันกัน— โดยเฉพาะบรรดาผู้นำด้านตัวเก็บประจุเซรามิก — ต้องเผชิญกับการเปลี่ยนผ่านทางเทคโนโลยี ตัวเก็บประจุเซรามิกไม่ได้จะหายไป แต่โมดูลออปติกที่ความเร็วสูงสุดและมีข้อจำกัดด้านพื้นที่มากที่สุดคือจุดที่ตัวเก็บประจุซิลิคอนและอุปกรณ์พาสซีฟแบบฝังกำลังเข้ามามีบทบาท ความกดดันนี้จะกำหนดทิศทางตลาดอุปกรณ์พาสซีฟในอีกหลายปีข้างหน้า

ยังมีบริบทในระดับองค์กรที่ควรทำความเข้าใจ Murata เป็นที่รู้จักดีในฐานะผู้ผลิตตัวเก็บประจุเซรามิกรายใหญ่ที่สุดในโลก — พาสซีฟทั่วไปที่พบได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิด — และสายผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุซิลิคอนของบริษัทเป็นการก้าวเข้าสู่ระดับที่เชี่ยวชาญและมีมูลค่าสูงขึ้นอย่างตั้งใจ ซึ่งสร้างบนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์แทนการซ้อนชั้นเซรามิก สำหรับ Murata นี่คือวิธีสร้างความแตกต่างจากคู่แข่งด้านตัวเก็บประจุเซรามิกและคว้าส่วนปลายระดับพรีเมียมของตลาดโมดูลออปติก สำหรับผู้ซื้อ หมายความว่าซัพพลายเออร์ที่มีความสัมพันธ์แน่นแฟ้นอยู่แล้วทั่วทั้งอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังผลักดันเข้าสู่พาสซีฟความถี่สูงเฉพาะทางที่โมดูลออปติกรุ่นต่อไปต้องการ — ซึ่งทั้งขยายตัวเลือกในการจัดหาและรวมความเชี่ยวชาญไว้ในบริษัทที่ครอบคลุมห่วงโซ่อุปทานอุปกรณ์พาสซีฟเป็นส่วนใหญ่อยู่แล้ว

6. สถานการณ์จำลอง

สถานการณ์ A — การนำไปใช้แบบค่อยเป็นค่อยไป: ตัวเก็บประจุซิลิคอนคว้าโอกาสจากคลื่น 1.6T

กรณีฐานคือตัวเก็บประจุซิลิคอนยังคงชนะซ็อกเก็ตในโมดูลความเร็วสูงสุด ขณะที่อุตสาหกรรมผ่านการขยายตัวของ 1.6T และเข้าสู่ 3.2T ตัวเก็บประจุเซรามิกยังคงเป็นผู้นำในดีไซน์ความเร็วต่ำและที่ไวต่อต้นทุน ขณะที่พาสซีฟแบบซิลิคอนและแบบฝังตัวครองระดับพรีเมียมที่จำกัดพื้นที่ สำหรับผู้ซื้อ นี่คือการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปโดยไม่มีการหยุดชะงักกะทันหัน — แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เอื้อต่อการทำความรู้จักกับซัพพลายเออร์ตัวเก็บประจุซิลิคอนตั้งแต่เนิ่นๆ

สถานการณ์ B — พาสซีฟแบบฝังตัวกลายเป็นกระแสหลัก

กรณีที่รุกหนักกว่าคือ embedded capacitance กลายเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับโมดูล CPO และ NPO เร็วกว่าที่คาด โดยขับเคลื่อนจากข้อจำกัดทางกายภาพของการยัดชิ้นส่วน discrete เพิ่มมากขึ้นในโมดูลที่เล็กลง หากเกิดขึ้น ธุรกิจ passive แบบ discrete สำหรับโมดูลความเร็วสูงสุดจะหดตัวลงและเปลี่ยนไปใช้ substrate แบบกำหนดเอง และสมดุลอำนาจจะเปลี่ยนไปยังซัพพลายเออร์ที่ทำได้ทั้ง substrate และชิ้นส่วน ผู้ซื้อจะต้องเปลี่ยนจากการจัดหาชิ้นส่วนไปสู่การกำหนดสเปกโซลูชันแบบบูรณาการ

สถานการณ์ C — การตึงตัวของกำลังการผลิตเกิดขึ้นในภายหลัง

กรณีความเสี่ยงคือการเพิ่มกำลังการผลิตไปสู่ 3.2T ชนกับข้อจำกัดด้านกำลังการผลิต Murata กล่าวว่าวันนี้ยังไม่มีคอขวด และเมื่อมีไลน์ 6 นิ้วและ 8 นิ้วเดินเครื่องอยู่ก็เชื่อถือได้ — แต่ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ และกำลังการผลิตเซมิคอนดักเตอร์มักตึงตัวเมื่ออุปสงค์เร่งตัว หากอุปสงค์ออปติกที่ขับเคลื่อนด้วย AI แซงหน้ากำลังการผลิตตัวเก็บประจุซิลิคอน ระยะเวลานำจะยืดออกสำหรับชิ้นส่วนที่โมดูลเร็วที่สุดต้องการพอดี ผู้ซื้อที่ล็อกอุปทานไว้ตั้งแต่เนิ่นๆ จะได้รับการป้องกัน ส่วนผู้ที่มองตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นเรื่องรองจะไม่ได้รับการป้องกัน

ในทางปฏิบัติ ผลลัพธ์จะเป็นส่วนผสม: การนำไปใช้อย่างต่อเนื่องในตอนนี้ การเปลี่ยนไปสู่ passive แบบฝังตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไป และคำถามเรื่องกำลังการผลิตที่ควรจับตามองเมื่อ 3.2T ใกล้เข้ามา ด้ายร่วมคือหมวดหมู่ชิ้นส่วนที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่ไม่เคยคิดถึง — ตัวเก็บประจุ — กำลังกลายเป็นปัจจัยนำเข้าทางกลยุทธ์สำหรับการขยายโครงข่าย AI

Murata silicon capacitor array and differential-pair products for high-density optical modules.
ผลิตภัณฑ์คู่ดิฟเฟอเรนเชียลและอาร์เรย์ตัวเก็บประจุเป็นส่วนหนึ่งของการผลักดันของ Murata ไปสู่การบูรณาการที่สูงขึ้น (ที่มา: Murata)

บทเรียนที่กว้างขึ้นคือเรื่องกลยุทธ์ของซัพพลายเออร์ Murata ไม่ได้เพียงขายชิ้นส่วน แต่กำลังขายสถาปัตยกรรม — วิธีหนึ่งในการย้าย passive เข้าไปในซับสเตรตและเข้าไปในโซลูชันแบบกำหนดเอง เพื่อให้โมดูลสามารถหดตัวต่อไปได้ในขณะที่จำนวนเลนยังเพิ่มขึ้น นี่คือเพลย์บุ๊กเดียวกับที่เห็นในที่อื่นในห่วงโซ่อุปทาน AI ซึ่งซัพพลายเออร์ที่ชนะคือผู้ที่สามารถรวมโซลูชันได้มากขึ้น สำหรับผู้ซื้อ นัยคือการตัดสินใจเรื่องชิ้นส่วน passive กำลังกลายเป็นการตัดสินใจด้านการออกแบบ และการตัดสินใจด้านการออกแบบนั้นทำตั้งแต่เนิ่นๆ และแก้ไขได้ยาก

7. สิ่งที่ผู้ซื้อควรทำ

ประการแรกตระหนักว่าอุปกรณ์พาสซีฟในโมดูลออปติกกำลังเปลี่ยนแปลงหากรายการวัสดุของคุณรวมโมดูลออปติกหรือชิ้นส่วนที่อยู่ภายในโมดูลเหล่านั้น ตัวเก็บประจุไม่ใช่สินค้าโภคภัณฑ์ที่ถูกมองข้ามอีกต่อไป การออกแบบความเร็วสูงสุดกำลังเปลี่ยนไปสู่ซิลิคอนและอุปกรณ์พาสซีฟแบบฝัง และการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะเข้าสู่การออกแบบมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป

ประการที่สองสอบถามซัพพลายเออร์โมดูลของคุณเกี่ยวกับกลยุทธ์ด้านอุปกรณ์พาสซีฟของพวกเขา. สำหรับโมดูล 1.6T หรือ 3.2T ให้ตรวจสอบว่าพวกเขาใช้ตัวเก็บประจุซิลิกอนหรือไม่ มีแผนจะเปลี่ยนไปใช้ความจุแบบฝังตัวหรือไม่ และจัดการกับข้อจำกัดด้านพื้นที่ของ NPO และ CPO อย่างไร บทสนทนานั้นจะทำให้เห็นความเสี่ยงด้านการออกแบบได้ตั้งแต่เนิ่นๆ

ประการที่สาม,ติดตามฐานผู้จัดหาตัวเก็บประจุซิลิกอน. Murata เป็นผู้นำ แต่ไม่ได้อยู่เพียงลำพังในตลาดตัวเก็บประจุซิลิกอน และหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์นี้มีขนาดเล็กพอที่กำลังการผลิตจะตึงตัวได้อย่างรวดเร็วเมื่อความต้องการ AI เร่งตัว การรู้ว่าผู้จัดหาที่ผ่านการรับรองมีใครบ้าง — และการมีแหล่งสำรอง — สำคัญกว่าสำหรับชิ้นส่วนเฉพาะทางเมื่อเทียบกับสินค้าทั่วไป

ประการที่สี่,จับตาการเปลี่ยนผ่านสู่ 3.2T เป็นสัญญาณด้านจังหวะเวลา. การเปลี่ยนไปใช้ 3.2T ประมาณปี 2028 ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญครั้งถัดไป และจะขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงการออกแบบระลอกใหญ่ทั่วห่วงโซ่อุปทานด้านออปติก ผู้ซื้อที่วางแผนสำหรับการเปลี่ยนผ่านนี้ตั้งแต่ตอนนี้ — ด้วยการพูดคุยกับซัพพลายเออร์ การรับรองทางเลือกทดแทน และการสร้างบัฟเฟอร์ในจุดที่ระยะเวลานำอาจยืดออก — จะอยู่ในตำแหน่งที่นำหน้าคู่แข่ง

ประการที่ห้า,อย่าถือว่าการตัดสินใจเรื่องตัวเก็บประจุเป็นปัญหาของคนอื่น. ในรายการวัสดุแบบดั้งเดิม ตัวเก็บประจุมักถูกปล่อยให้ซัพพลายเออร์โมดูลหรือผู้ผลิตตามสัญญาเป็นผู้เลือก และผู้ซื้อแทบไม่เคยเห็น แต่ในโมดูล 1.6T หรือ 3.2T การเลือกตัวเก็บประจุ — เซรามิกเทียบกับซิลิคอน แบบแยกชิ้นเทียบกับแบบฝัง — ส่งผลโดยตรงต่อกำลังไฟ ขนาด และความน่าเชื่อถือของโมดูล ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ซื้อให้ความสำคัญพอดี การถามคำถามง่าย ๆ ว่า "คุณใช้พาสซีฟอะไรบ้าง และคุณรับรองแหล่งจ่ายสำรองแล้วหรือยัง?" — จะทำให้เห็นความเสี่ยงด้านการออกแบบก่อนที่มันจะกลายเป็นปัญหาด้านอุปทาน

หากคุณกำลังจัดหาออปติกโมดูล ตัวเก็บประจุซิลิคอน หรือชิ้นส่วนพาสซีฟและแอกทีฟที่เกี่ยวข้อง ทีมงานของเราสามารถช่วยคุณจัดทำแผนผังซัพพลายเออร์และยืนยันความพร้อมใช้งานเทียบกับรายการวัสดุของคุณ

8. ไทม์ไลน์

  • 2000— ความเร็ว Ethernet สูงถึง 10 กิกะบิตต่อวินาที
  • 2014–2016— ออปติกส์ยุค AI ช่วงแรก; ฟีเจอร์ของโมดูลความเร็วสูงในปัจจุบันหลายอย่างยังไม่มีอยู่ในขณะนั้น
  • 2026— โมดูล 800G และ 1.6T จัดส่งในปริมาณที่เพิ่มขึ้น; Murata จัดแสดงพอร์ตโฟลิโอตัวเก็บประจุซิลิคอนสำหรับอินเทอร์คอนเนกต์แบบออปติกสำหรับ AI
  • 2028— คาดว่าโมดูลออปติก 3.2T จะเข้าสู่ตลาด
  • 2028–2030— สถาปัตยกรรมแบบไม่สามารถเสียบได้ (NPO/CPO) มีส่วนแบ่งเพิ่มขึ้น; ตัวเก็บประจุแบบฝังกำลังเคลื่อนเข้าสู่กระแสหลัก

9. คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ตัวเก็บประจุซิลิคอนคืออะไร และแตกต่างจากตัวเก็บประจุเซรามิกอย่างไร
ตอบ: ตัวเก็บประจุซิลิคอนผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้มีการตอบสนองความถี่ที่กว้างและแบนราบกว่าตัวเก็บประจุเซรามิกแบบแยกส่วน จึงเหมาะกว่าสำหรับความถี่ที่สูงมากของสัญญาณออปติก 200G และ 400G ต่อเลน

ถาม: เหตุใดโมดูลออปติกจึงต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบไวด์แบند
ตอบ: แต่ละเลนความเร็วสูงมีตัวเก็บประจุคัปปลิงที่ส่งผ่านสัญญาณ AC และตัวเก็บประจุดีคัปปลิงที่ปรับเรียบแหล่งจ่ายไฟ เมื่ออัตราต่อเลนเพิ่มขึ้น ตัวเก็บประจุต้องทำงานตลอดแบนด์วิดท์ที่กว้างขึ้นโดยไม่ทำให้สัญญาณเสื่อมลง

ถาม: NPO และ CPO คืออะไร
ตอบ: NPO (near-package optics) และ CPO (co-packaged optics) เป็นวิธีแบบไม่ใช่ปลั๊กอินในการรวมออปติกส์เข้ากับซิลิคอนสวิตช์ CPO รวมออปติกส์เหล่านั้นโดยตรง ทำให้ลดขนาดและกำลังไฟได้มากเมื่อเทียบกับโมดูลแบบปลั๊กอิน

ถาม: TFLN คืออะไร?
ตอบ: ลิเธียมไนโอเบตแบบฟิล์มบาง (thin-film lithium niobate) เป็นวัสดุที่ใช้ในอีเลกโทร-ออปติกมอดูเลเตอร์สำหรับโมดูลออปติกความเร็วสูง รวมถึงการออกแบบแบบ pluggable ขนาด 2T ขึ้นไป และสถาปัตยกรรม CPO และ NPO

ถาม: ตัวเก็บประจุแบบฝัง (embedded capacitor) คืออะไร?
ตอบ: ตัวเก็บประจุแบบฝังถูกสร้างไว้ในสับสเตรตแทนการบัดกรีเป็นชิ้นส่วนแยก (discrete part) ช่วยประหยัดพื้นที่บนบอร์ดและทำให้เส้นทางไฟฟ้าสั้นลง ซึ่งมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อโมดูลมีขนาดเล็กลงขณะจำนวนชิ้นส่วนเพิ่มขึ้น

ถาม: มีความเสี่ยงด้านอุปทานสำหรับตัวเก็บประจุซิลิคอนหรือไม่?
ตอบ: Murata รายงานว่าไม่มีคอขวดด้านกำลังการผลิตในปัจจุบัน โดยเดินสายการผลิตทั้ง 6 นิ้วและ 8 นิ้ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ กำลังการผลิตตัวเก็บประจุซิลิคอนอาจตึงตัวได้หากความต้องการออปติกที่ขับเคลื่อนด้วย AI เร่งตัวขึ้น จึงควรจับตา

Q: การเปลี่ยนผ่านสู่ 3.2T ส่งผลต่อการจัดหาคอมโพเนนต์อย่างไร?
A: การก้าวไปสู่ 3.2T ราวปี 2028 จะผลักดันให้เกิดการออกแบบโมดูลออปติกใหม่เป็นระลอก และการออกแบบใหม่แต่ละครั้งจะเปิดโอกาสให้พิจารณาการเลือกคอมโพเนนต์พาสซีฟใหม่ ผู้ซื้อควรคาดว่าซัพพลายเออร์จะผลักดันตัวเก็บประจุซิลิคอนและตัวเก็บประจุแบบฝังตัวเข้าสู่การออกแบบเหล่านั้น และควรเริ่มมีส่วนร่วมแต่เนิ่นๆ เพื่อให้ได้แหล่งจ่ายที่ผ่านการรับรองก่อนที่การเปลี่ยนผ่านจะทำให้กำลังการผลิตตึงตัว

Q: ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นตัวทดแทนแบบใช้แทนได้ทันทีสำหรับตัวเก็บประจุเซรามิกหรือไม่?
A: โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่ ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นทางเลือกเฉพาะทางที่มีสมรรถนะสูงกว่าสำหรับการใช้งานความถี่สูงและมีข้อจำกัดด้านพื้นที่ ส่วนตัวเก็บประจุเซรามิกยังคงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการออกแบบความเร็วต่ำกว่าและอ่อนไหวต่อต้นทุนจำนวนมาก เทคโนโลยีทั้งสองเสริมกันมากกว่าจะใช้แทนกันได้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าการเลือกตั้งแต่ขั้นออกแบบจึงมีความสำคัญ

10. อภิธานศัพท์

โมดูลออปติก
ทรานซีฟเวอร์ที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสงและกลับกัน ใช้เชื่อมต่อสวิตช์และเซิร์ฟเวอร์ในศูนย์ข้อมูล
1.6T / 3.2T
อัตราข้อมูลของโมดูลออปติกที่ 1.6 และ 3.2 เทระบิตต่อวินาที
ตัวเก็บประจุซิลิคอน
ตัวเก็บประจุที่ผลิตด้วยกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ ให้สมรรถนะความถี่สูงแบบแบนด์กว้าง
การคัปปลิ้งแบบ AC
การส่งผ่านสัญญาณ AC ในขณะที่บล็อก DC ซึ่งมักทำโดยใช้ตัวเก็บประจุต่ออนุกรม
การดีคัปปลิง DC
การปรับเรียบแหล่งจ่ายไฟโดยวางตัวเก็บประจุคร่อมรางไฟเลี้ยง
NPO
ออปติกส์แบบใกล้แพ็กเกจ ซึ่งเป็นขั้นกลางระหว่างโมดูลแบบปลั๊กได้กับการโคแพ็กเกจจิ้งแบบเต็มรูปแบบ
CPO
ออปติกส์แบบบรรจุร่วม ซึ่งรวมออปติกส์เข้ากับซิลิคอนของสวิตช์โดยตรง
TFLN
ลิเธียมไนโอเบตชนิดฟิล์มบาง ใช้ในโมดูเลเตอร์ไฟฟ้า-แสงความเร็วสูง
ตัวเก็บประจุแบบฝัง
ตัวเก็บประจุที่สร้างขึ้นภายในซับสเตรตแทนการติดตั้งเป็นชิ้นส่วนแยก
ค่าการสูญเสียแทรก / ค่าการสูญเสียสะท้อนกลับ
ค่าที่บ่งชี้ว่าส่วนประกอบดูดซับหรือสะท้อนสัญญาณมากน้อยเพียงใด; ค่า insertion loss ที่ต่ำกว่าและค่า return loss ที่สูงกว่าถือว่าดีกว่า
ตัวเก็บประจุเซรามิก
ตัวเก็บประจุที่สร้างจากชั้นเซรามิกซ้อนกัน ซึ่งเป็นชิ้นส่วนพาสซีฟแบบแยกส่วนที่โดดเด่นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
QSFP-DD / OSFP
ฟอร์มแฟกเตอร์ของโมดูลออปติกแบบเสียบได้หลายเลนที่ใช้สำหรับลิงก์ 400G, 800G และ 1.6T
โมดูลแบบเสียบได้
ทรานซีฟเวอร์ออปติกแบบถอดได้ที่เสียบเข้ากับสวิตช์หรือเซิร์ฟเวอร์ ต่างจากออปติกส์แบบบรรจุร่วม (co-packaged optics)

11. แหล่งที่มา

  • Murata Manufacturing — เอกสารและคำแถลงของสายผลิตภัณฑ์ตัวเก็บประจุซิลิคอนจากงาน 2026 China International Optoelectronic Exposition
  • บทสัมภาษณ์กับ Olivier Gaborieau ผู้จัดการสายผลิตภัณฑ์อาวุโสของ Murata ตามที่รายงานโดย International Electronic Business (ESMC)
  • Yole Group — ข้อมูลตลาดโมดูลออปติกและ RF

ตัวเก็บประจุซิลิคอนเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไปในเครือข่ายออปติก ขณะที่ Ethernet ไต่จาก 1.6T ไปเป็น 3.2T และคลัสเตอร์ AI ยังคงต้องการแบนด์วิดท์มากขึ้นเรื่อย ๆ อุปกรณ์พาสซีฟที่ช่วยให้สัญญาณเหล่านั้นสะอาดกำลังเคลื่อนจากฉากหลังมาสู่ศูนย์กลางของการสนทนาเชิงการออกแบบ สำหรับผู้ซื้อ บทเรียนคือบทเรียนเดียวกับที่ใช้ทั่วทั้งห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์: ชิ้นส่วนที่คุณไม่เคยต้องคิดถึงมักเป็นชิ้นส่วนที่กลายเป็นข้อจำกัดก่อน การเดิมพันของ Murata กับตัวเก็บประจุซิลิคอนในแง่นั้นคือการเดิมพันว่าคอขวดถัดไปจะก่อตัวที่ใด — และเป็นการเตือนว่าชิ้นส่วนที่หายเข้าไปในสับสเตรตอย่างเงียบ ๆ ในวันนี้คือชิ้นส่วนที่จะสำคัญที่สุดเมื่อระดับความเร็วถัดไปมาถึง สำหรับทีมจัดซื้อจัดหา นั่นคือเรื่องราวทั้งหมดในฉบับย่อ: ชิ้นส่วนที่ไม่มีใครเฝ้าดูมักเป็นชิ้นส่วนที่กำหนดว่าผลิตภัณฑ์จะจัดส่งทันเวลาหรือไม่ และทีมที่เริ่มเฝ้าดูแต่เนิ่น ๆ คือทีมที่นำหน้าข้อจำกัดได้

ต้องการความช่วยเหลือในการจัดหาออปติคัลโมดูล ตัวเก็บประจุซิลิกอน หรือชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องหรือไม่

อัปโหลด BOM ของคุณและรับใบเสนอราคาสำหรับการเชื่อมต่อเชิงแสงและส่วนประกอบแบบพาสซีฟและแอ็กทีฟที่รองรับจากเครือข่ายผู้จัดจำหน่ายที่ได้รับอนุญาตของเรา

รับใบเสนอราคา BOM

จัดหาชิ้นส่วนที่อยู่เบื้องหลังเรื่องนี้

ตรวจสอบสต็อกแบบเรียลไทม์ เปรียบเทียบตัวเลือกอื่น หรือส่งรายการวัสดุเพื่อขอใบเสนอราคา

Check stock by part number

Turn this insight into a sourcing decision.

Need pricing or a drop-in alternative? Submit a BOM / RFQ or talk to our team.