光在通信技術(shù)中的使用不再局限在光纖網(wǎng)絡(luò)。光現(xiàn)在可以在計算機和許多其它產(chǎn)品與設(shè)備中將信息從家里和辦公室傳來傳去。在電子曾經(jīng)為計算設(shè)備基礎(chǔ)的地方,現(xiàn)在被光子占有。這個進化正在整個光子供應(yīng)鏈上產(chǎn)生新的產(chǎn)品、市場和制造的壓力。
光電子(OE, optoeletronics)市場是以速度來界定的。隨著需求的急劇震蕩,技術(shù)進化與產(chǎn)品會聚的步伐是難以置信的。為了滿足這個挑戰(zhàn),光電子的原設(shè)備制造商(OE-OEM)正在尋找外購的(outsource)設(shè)施、工藝和相關(guān)的服務(wù)。因此,有一些光學技術(shù)制造服務(wù)(OTMS, optical technology manufacturing service)供應(yīng)商現(xiàn)在提供完整的服務(wù),包括設(shè)計、供應(yīng)鏈管理、制造、測試和修理。
他們的成功是通過改進到達市場的時間、降低成本和提供全球化的大規(guī)模生產(chǎn)來衡量的。OTMS供應(yīng)商達到這些目標,部分是通過培養(yǎng)與印刷電路板(PCB)、連接器和元件制造商的良好關(guān)系。而這些制造商也必須應(yīng)付交互躍進的技術(shù)要求和極端的可靠性要求。
市場概述
傳統(tǒng)的光電子市場已經(jīng)構(gòu)成在核心網(wǎng)絡(luò)(core network)、邊緣網(wǎng)絡(luò)(edge network)和城域網(wǎng)絡(luò)(metro network)之中。核心網(wǎng)絡(luò)通過城市到城市的長距離傳輸模擬(聲音)和數(shù)據(jù)(英特網(wǎng))信號,然后數(shù)據(jù)通過邊緣網(wǎng)絡(luò)分配到城域網(wǎng)絡(luò),服務(wù)大的公司與社區(qū)。
對于改進的城域網(wǎng)絡(luò)的大部分需求已經(jīng)是將寬帶英特網(wǎng)接入家庭與辦公室。要求光學網(wǎng)絡(luò)來取代已經(jīng)老化的基于銅線的系統(tǒng),線與線之間靠得越來越近。隨著英特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商開始開發(fā)集成數(shù)據(jù)中心(IDC, integrated data center),對于光學基礎(chǔ)設(shè)施也存在越來越多的需求。這些集成數(shù)據(jù)中心(IDC)透過英特網(wǎng)提供從儲存到應(yīng)用租憑的計算服務(wù)。這個市場正在蓬勃興起,因為這些啟動都重重地投資在新的光學設(shè)備上面,以滿足其顧客的服務(wù)保障。
幾種新的無線通信協(xié)議和技術(shù)也對城域和核心網(wǎng)絡(luò)級的高速數(shù)據(jù)訪問的需求增長帶來前景。例如,第三代的蜂窩電話有希望為移動設(shè)備提供類似于以太網(wǎng)(ethernet)的訪問速度?,F(xiàn)在,移動數(shù)據(jù)訪問已經(jīng)局限在每秒9,600比特(bps),這比原始的桌面調(diào)制解調(diào)器慢得多。這個限制阻抑了移動計算的吸引力,因為針對這些較慢的設(shè)備開發(fā)的英特網(wǎng)內(nèi)容是非常有限的。盡管如此,第三代技術(shù)將提供每秒2-10兆比特(Mbps)的速度,允許許多多媒體應(yīng)用設(shè)備遠距離地接收高質(zhì)量的視頻和音頻信息。
顧客和集團用戶對多媒體內(nèi)容,特別是豐富的視頻內(nèi)容,的不斷增長的需求將要求最初在城域網(wǎng)絡(luò)級而最終在邊緣與核心級的更大的帶寬。隨著英特網(wǎng)使用的增加,光學網(wǎng)絡(luò)將提供一個透過各種距離傳送更多信息的、更便宜的方法。
可是,光電子市場不只是依靠光學網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。還存在一些這樣的點,高速的光子信息必須轉(zhuǎn)換成電子信息。在不遠的將來,光學元件和通信媒介將使用在PCB上,將信息推向芯片集的級別?;旧希鈱W元件將用于速度很重要的地方。
外購的情況(The Case for Outsourcing)
光電子市場的一個特性是產(chǎn)品需求和市場情況的猛烈波動。雖然某些部分速度慢,比如密波分路多路器(dense wave division multiplexer),但其它都以眩目的速度前進,包括高度可調(diào)性的激光器。結(jié)果,OE-OEM愈來愈依靠OTMS供應(yīng)商來對付在產(chǎn)品構(gòu)造和顧客需求上的突然變化。
OE-OEM包括一些已開業(yè)的制造商和一些革新創(chuàng)業(yè)者。每個類型都以不同的原因去接近OTMS供應(yīng)商。
革新創(chuàng)業(yè)者經(jīng)常全部定位在研究與開發(fā)上面。他們的產(chǎn)品是真正革命性的,但也必須到達一個可投入市場的階段。許多這類新出現(xiàn)的公司在開發(fā)制造產(chǎn)品方面很少或者沒有經(jīng)驗。
對于革新創(chuàng)業(yè)者而言,開發(fā)一個系統(tǒng)到原型機、測試、制造和修理的固定資產(chǎn)成本非常高的。可是,OTMS供應(yīng)商可以提供所有這些服務(wù)。他們是自動化和加速生產(chǎn)工藝的專家。
OE-OEM可以在幾個方面從外購中受益。他們可以將工程和設(shè)計資源重新指向終端產(chǎn)品而不是子元件。他們也可以充分利用OTMS供應(yīng)商的對普通使用的零件和光學元件的全球供應(yīng)商的認識。這種能力允許OE-OEM平衡OTMS供應(yīng)商的全球設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施,從而訪問到以前沒有使用過的元件、勞力和消費者的全球資源。
制造概述
所有的OEM都有相同的需求:改善到達市場時間(time-to-market)和降低成本,來面對快速的技術(shù)進化。滿足這些需求是關(guān)鍵的成功標志。
可是,在光電子市場,關(guān)注還是在專利技術(shù)上面,透過早期的市場入口在標準設(shè)定上面存在強烈的競爭。相比之下,在較"成熟的"計算工業(yè),大多數(shù)元件都是可以共同使用或標準化的。
即使有專利元件的大量出現(xiàn),就OTMS供應(yīng)商提供的解決方案而言,光電子的生意與純電子生意沒有差別。OE-OEM也需要在設(shè)計、供應(yīng)鏈開發(fā)與管理、工藝開發(fā)與優(yōu)化、高速模擬與數(shù)字測試、系統(tǒng)建立、顧客發(fā)貨、建立庫存中心和提供市場后的服務(wù)等方面的幫助。
在將可制造性和成本考慮推向前方的時候,也存在愈來愈多的利益。雖然增加功能是重要的,但是成本也必須控制。因此,標準化的元件和程序正在被接受。
為了滿足OE-OEM的需求,OTMS供應(yīng)上必須在設(shè)計與生產(chǎn)兩個階段與元件供應(yīng)商緊密合作。在開發(fā)標準化元件接受性中的第一個步驟是建立產(chǎn)品的路線圖。OTMS供應(yīng)商必須展示標準化元件將怎樣進化,這樣將在現(xiàn)在和將來產(chǎn)生多少機會。雖然甚至在板級的參考設(shè)計的接受都比在計算制造中少,但是在該方向上正在發(fā)生一個總的變化,長期來說,將為OE-OEM提供真正的價值。
PCB制造的挑戰(zhàn)
光電子市場人員的主要關(guān)注是可靠性、緊接著是成本。例如,在電信市場,必須達到99.999%的可靠性。當終端用戶拿起電話時,他們希望每一次都有撥號音。在長期運作中,保證這個水平的可靠性,同時滿足更密集、功能更多更強的光學系統(tǒng),給設(shè)計、可制造性和裝配工藝本身提出了無數(shù)的挑戰(zhàn)。
在高端的計算環(huán)境中,在零件的貼裝上存在一些精度的寬裕度 - 雖然是臨界的。盡管如此,光學連接器到光纖和板的界面要求次微米的對準。對位錯過一個或兩個微米度可能影響性能,甚至導致設(shè)備失效?,F(xiàn)在的技術(shù)足以滿足今天的要求,但是隨著光學元件變成PCB的一部分,維持品質(zhì)將要求在研究、開發(fā)和工藝中的許多新的投資。
為了保證這些嚴格的品質(zhì)要求繼續(xù)得到滿足,制造商必須在自動化和加速的設(shè)備上投入,使得達到最高的精度和最少的錯誤。例如,PCB制造商可以埋入光纖或者建立光學通道,因此可以避免手工裝配的接頭。
需要用來幫助光學元件進入板種的另一個關(guān)鍵領(lǐng)域是元件之間的光傳送?,F(xiàn)在的焊接技術(shù)足以保證電子在元件和PCB之間的運動??墒?,象電子一樣容易地移動光子的技術(shù)還處于板的圖紙階段。
幾個有前景的技術(shù)處于開發(fā)之中,OE-OEM和PTMS供應(yīng)商必須早一點介入。例如,一旦有了移動寬帶通信的基礎(chǔ)設(shè)施,OE-OEM供應(yīng)商將被要求制造那些可能本身包含光學元件的消費與商業(yè)定位的設(shè)備。
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