CESA-2021-3-005《半导体集成电路 光互连接口技术要求》团体标准（征求意见稿）编制说明

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

1、项目来源和工作单位

2021年中国电子技术标准化研究院启动了团体标准《半导体集成电路光互

连接口技术要求》的研制工作，该标准由中国电子工业标准化技术协会下达立项

通知，立项号CESA-2021-3-005。任务下发后，由中国电子技术标准化研究院牵

头，起草单位包括中国电子技术标准化研究院、中国科学院计算技术研究所、东

莞立讯技术有限公司等。归口单位为中国电子工业标准化技术协会和中国电子技

术标准化研究院。

2、主要工作过程：

（一）标准预研

为规范典型应用业务场景的数据中心光电互联方式，为有效地降低整个网络

系统数据传输的功耗，提高信号密度，提高带宽，降低时延提供依据，2021年3

月由中国电子技术标准化研究院牵头，联合产业链参与单位对交换机系统厂商，

芯片研发厂商，芯片封装厂商与光模块厂商对光电共封装技术的共性需求进行了

调研和分析，初步确定了制定微电子芯片光输入输出技术要求的标准方案。

（二）标准立项

2021年5月，标准牵头单位中国电子技术标准化研究院，联合中国科学院计

算技术研究所、东莞立讯技术有限公司等多家单位，在中国电子工业标准化技术

协会内申请立项，并通过评审，成为协会正式标准制定项目。

（三）标准编制过程

2021年4月，标准编制组组织参编单位启动第一轮标准编制工作。具体工作

包括确定研讨方向，制定标准框架，邀请相关单位和参会人员，确定研讨会召开

方式，线上或线下会议时间和频次，根据参会人员背景分组以便进行细化讨论。

2021年4月-2022年3月，牵头单位中国电子技术标准化研究院向编制组内征

求标准完善意见，开展了多次产业状况、商业生态模式分析，技术可行性讨论等

工作。具体内容包括：

中国电子工业标准化技术协会

1.共封装交换机收发器模块说明，包括共封装收发器光学特性，外置光源特

性，外置光源光連接器，共封装收发器光連接器，共封装收发器电学特性，共封

装收发器数字管理接口设计，低速、高速电气信号规格，时序控制电气信号规格。

2.共封装收发器数字管理接口设计。

3.共封装收发器机械结构设计，共封装收发器热管理设计，共封装收发器环

境要求。

4.共封装网卡收发器模块说明。

5.共封装收发器数字管理接口设计。

6.共封装收发器机构设计，共封装收发器热管理设计，共封装收发器环境要

求。

2022年3月，标准编制组完成征求意见稿，并拟向社会征求意见。

3、主要起草人及其所做的工作

本标准由中国电子技术标准化研究院牵头组织编制，参与标准编制的成员单

位有东莞立讯技术有限公司、无锡芯光互联技术研究院有限公司、苏州旭创科技

有限公司、青岛海信宽带多媒体技术有限公司、苏州易锐光电科技有限公司等多

家单位参与。中国电子技术标准化研究院牵头负责标准化工作的组织、协调和标

准文本的编制工作。东莞立讯技术有限公司提供了光电共封装收发器电连接器及

结构支撑设计，面向交换机芯片的数字管理设计，交换机系统热仿真与设计，青

岛海信宽带多媒体技术有限公司与江苏奥雷光电有限公司提供了外置光源模块

的规格设计，苏州旭创科技有限公司提供了光电共封装收发器光信号的规格，易

锐光电科技有限公司提供了光电共封装收发器高、低速电信号的规格及时序控

制，江苏亨通洛克利科技有限公司提供了光电共封装收发器结构设计的信息。除

此之外，中国科学院计算技术研究所，中国科学院西安光学精密机械研究所，中

科院微电子所，盛科网络(苏州)有限公司，无锡众星微系统技术有限公司，青芯

半导体科技(上海)有限公司，合肥边缘智芯科技有限公司，新华三技术有限公

司，盛科网络(苏州)有限公司，锐杰微科技集团，华进半导体封装先导技术研发

中心有限公司，国防科技大学等相关的光学、电学、交换机系统、芯片、半导体

封装、光模块厂家，对标准所对应的产品在功耗、成本、带宽、集成度、可靠性、

中国电子工业标准化技术协会

可制造性、产品先进性、数据中心用户对旧架构产品的惰性、对新形态产品的可

接受度等层面，提供了相关材料，并全程参与了详细的论证和讨论。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1、编制原则

在编制标准过程中，遵循了以下三项原则。

一是遵循国家法律、法规等相关规定，制定过程严格按照程序执行。本标准

的编制过程经历了标准编制筹备阶段、标准草案编制阶段（草案讨论、编制、内

部征求意见、修改、再征求意见等环节），制定过程严格按照国家标准制定程序

要求。目前是到审定稿的意见征求。本标准的编制严格遵循GB/T1.1-2020《标

准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，并使用中

国标准编辑器进行文本的编辑。

二是充分借鉴和吸收国外相关文献和经验。本标准编制过程中，吸收借鉴了

一些国外的技术文献和经验，这些内容部分已经成为国际标准，其余虽然没有正

式成为国际标准，但已经成为了业内广泛使用的方法、规范。

三是本标准本着立足于微电子芯片光输入输出技术在数据中心业务场景中

网络互连的应用需求，基于最新的技术方案以及产业生态，并着眼于未来速率提

升的发展需求，使标准发挥最大的作用。在标准的技术内容编写上充分考虑了业

界对于降低数据传输的功耗与成本，提高互连密度，降低时延，实现更高速率、

更大带宽、较低功耗的网络的诉求，以及技术的可实现性与产业生态，从多个方

面进行了详细的研究与论证，以便于标准能够在实际的应用中得到贯彻实施。

2、确定主要内容的依据

本标准描述了基于典型数据传输应用场景的光输入输出的共封装模块设计

要求，规定了收发器模块规格定义（含驱动电路）、客户端串行电路规格、协同

封装连线规格、光纤耦合以及光连接器等技术要求。编制过程中，工作组参考了

国内外相关的标准资料，包括YD/T3538.3-2020《400Gb/s强度调制可插拔光收

发合一模块》第3部分：4×100Gb/s，QSFP-DDHardwareSpecificationforQSFP

DOUBLEDENSITY8XPLUGGABLETRANSCEIVER–Rev5.1，

QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112HardwareSpecification–Rev6.01，Common

ManagementInterfaceSpecification(CMIS)–Rev5.1，IEEE802.3bs,IEEE

中国电子工业标准化技术协会

802.3cu,IEEE802.3ck,光互通论坛-通用电子接口-112G-XSR

(OIF-CEI-112G-XSR)，光互通论坛-通用电子接口-112G-VSR

(OIF-CEI-112G-VSR)，FibreChannelFC-PI-8,TheInfiniBandTrade

Association(IBTA)SpecificationVolume1Release1.5。在标准内容确定

过程中，调研了包括交换机芯片设计单位、数据中心交换机系统厂商、半导体封

装厂商、光模块生产厂商、硅光芯片厂商等多方单位，组织标准编制单位的代表

对整理的材料进行讨论、征求意见，同时对你业界应用的合理性和可行性进行讨

论，最终形成本征求意见稿。

3、编制过程中解决的主要问题

本标准在立项前对标准主要内容进行了相对充分的论证，在征求意见稿的编

制过程中，主要针对标准立项草稿进行了梳理和完善，调整了标准的格式和内容。

目前标准的相关研究与讨论仍在进行中。内容包括但不限于如下内容：

发送与接收端是否有进一步省略数字处理芯片（DSP）或改用时钟恢复芯片

（CDR）的可能性，SerDes端未来能否承担时钟恢复和信号整形的任务。

外置激光器与内置激光器的选择，包括外置激光器功耗与链路预算的优化，

外置激光器波长选择等。

连接器性能能否满足面向未来的高速率应用，连接器目前的信号pin脚间距

和扇出方式可否满足信号串扰的要求。

面向未来交换机芯片速率的提升，光电共封装子模块通道增加或单通道速率

提升的可能性。

三、主要试验[或验证]情况分析

本标准中所选取的系统架构、通用操作条件、器件与子系统的光学与电学参

数，均为业内通用或符合国际标准，认可度较高，因此主要需要讨论与研究的内

容是收发器作为构建模块，为25.6Tb/s交换机提供高集成低功耗解决方案的合理

性和可实现性。本标准因涉及的光、电以及结构的参数繁多，目前部分内容的讨

论与研究工作仍然在进行中。在收发器模块1.6Tb/s模式下，收发器的线路侧发

送和接收2×800G-2×FR4或2×800GBASE-DR8光信号，面向交换芯片的收发

器电接口发送和接收16×106GPAM4电信号，可用于支持N×112GI/O链路，

显着降低功耗、复杂性并提高吞吐量密度。

中国电子工业标准化技术协会

但是由于数据中心的业务场景中，速率发展较快，从目前讨论与论证成果来

看，部分光、电以及结构参数仍存在不明确的问题，收发器模块规划支持未来

3.2Tb/s模式，收发器的线路侧发送和接收2×1.6T-2×FR4或2×1.6T-DR8光信

号，面向交换芯片的收发器电接口发送和接16×212GPAM4电信号，可用于支

持N×224GI/O链路，显着降低功耗、复杂性并提高吞吐量密度。以上规划仍然

需要通过征求意见的方式对参数进行调整以适应未来的应用场景。

四、知识产权情况说明

。本标准不涉及知识产权问题。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果

本标准用于数据中心的业务场景，定义了1.6Tb/s(2×800G基本架构单元)

共封装收发器的技术规范，其中以800G芯片组为基本架构单元，该收发器器件

将作为构建模块，为25.6Tb/s交换机提供高集成低功耗解决方案，其中16个共

封装模块靠近交换机ASIC。可指导典型数据传输应用场景的光输入输出的共封

装模块设计要求，较传统的板边以及板中光模块在带宽、尺寸、重量和功耗有重

要的优势，能够指导用户对更高速率、更大带宽、较低功耗的网络的数据中心网

络互联进行应用与实现。

六、转化国际标准和国外先进标准情况

本标准在编制过程中参考了以下国际标准：

1.YD/T3538.3-2020《400Gb/s强度调制可插拔光收发合一模块》第3部分：

4×100Gb/s

2.QSFP-DDHardwareSpecificationforQSFPDOUBLEDENSITY8X

PLUGGABLETRANSCEIVER–Rev5.1

3.QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112HardwareSpecification–Rev6.01

4.CommonManagementInterfaceSpecification(CMIS)–Rev5.1

5.IEEE802.3bs,IEEE802.3cu,IEEE802.3ck,光互通论坛-通用电子接

口-112G-XSR(OIF-CEI-112G-XSR)

6.光互通论坛-通用电子接口-112G-VSR(OIF-CEI-112G-VSR)

7.FibreChannelFC-PI-8,

中国电子工业标准化技术协会

8.TheInfiniBandTradeAssociation(IBTA)SpecificationVolume1

Release1.5。

七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性

本标准编制文本格式遵循国标本文件按照GB/T1.1-2020。

在国外标准方面，OIF物理层和链路层工作组/物理层用户组工作组在光电共

封装项目的框架下发起了3.2T共封装光学模块项目的标准指定工作，目标是利用

100G电气通道的以太网交换应用定义3.2T共封装模块。同时为配合上述标准，外

部激光小型封装热插拔(ELSFP)模块项目，从机械、热、电以及光连接器的互操

作性等方面，定义了一种外部激光源外形规格。但以上标准与现行可使用的光、

电、连接器等的指标的匹配度较低，实现难度较大，因此标准尚未完成和发布。

国内标准方面，本标准主要涉及YD/T3538.3-2020《400Gb/s强度调制可插

拔光收发合一模块》第3部分：4×100Gb/s。其中“6.5光接口技术要求”，“6.5

电接口技术要求”和“7测试方法”仅仅规定了可插拔光收发光模块的相关技术

参数，并未对光输入输出的共封装模块提供设计要求，未对规格定义（含驱动电

路）、客户端串行电路规格、协同封装连线规格、光纤耦合以及光连接器等技术

要求进行描述。目前国内尚未有完整描述如本标准中所规范的微电子芯片光输入

输出技术要求的标准发布。

另外，在本次标准制定过程中，部分规范也符合国际通用标准协议，例如：

外部光源(ELS)的封装形式采用类似于QSFP-DDMSA，电口金手指定义与QSFP+MSA

的插座兼容，保留MSA协议中电源及SDA、SCL、ModPrsL引脚。单波100Gb/s的光

学标准,采用如IEEE400GBASE-DR4（IEEE802.3bs，第124条）和400GBASE-FR4

（IEEE802.3cu）中所述。面向交换芯片的收发器电接口发送和接收电信号，电

气规范应符合光互连论坛-通用电子接口-112G-XSR(OIF-CEI-112G-XSR)规范的

die-to-die(D2D)和die-to-OE(D2OE)电I/O接口。共封装收发器数字管理接口设

计使用通用管理接口规范CommonManagementInterfaceSpecification(CMIS

5.1)。

再例如：网卡端共封装收发器光学特性规范通常遵循IEEE802.3。时序控制

电气信号规格与QSFP-DDMSA规范相匹配。高速电气信号规格参考IEEEP802.3ck

中国电子工业标准化技术协会

Annex120G；FibreChannelFC-PI-8；OIFCEI-5112G-VSR；InfiniBandNDR

specifications。

综上所述，本标准具有创新性，并与现行其他标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧。

九、贯彻标准的要求和措施建议

建议列为推荐性标准。

十、替代或废止现行相关标准的建议

无需要替代或废止的现行相关标准。

十一、其它应予说明的事项

无。

《半导体集成电路光互连接口技术要求》

团体标准编制起草组

2022-3-6

中国电子工业标准化技术协会

一、工作简况

1、项目来源和工作单位

2021年中国电子技术标准化研究院启动了团体标准《半导体集成电路光互

连接口技术要求》的研制工作，该标准由中国电子工业标准化技术协会下达立项

通知，立项号CESA-2021-3-005。任务下发后，由中国电子技术标准化研究院牵

头，起草单位包括中国电子技术标准化研究院、中国科学院计算技术研究所、东

莞立讯技术有限公司等。归口单位为中国电子工业标准化技术协会和中国电子技

术标准化研究院。

2、主要工作过程：

（一）标准预研

为规范典型应用业务场景的数据中心光电互联方式，为有效地降低整个网络

系统数据传输的功耗，提高信号密度，提高带宽，降低时延提供依据，2021年3

月由中国电子技术标准化研究院牵头，联合产业链参与单位对交换机系统厂商，

芯片研发厂商，芯片封装厂商与光模块厂商对光电共封装技术的共性需求进行了

调研和分析，初步确定了制定微电子芯片光输入输出技术要求的标准方案。

（二）标准立项

2021年5月，标准牵头单位中国电子技术标准化研究院，联合中国科学院计

算技术研究所、东莞立讯技术有限公司等多家单位，在中国电子工业标准化技术

协会内申请立项，并通过评审，成为协会正式标准制定项目。

（三）标准编制过程

2021年4月，标准编制组组织参编单位启动第一轮标准编制工作。具体工作

包括确定研讨方向，制定标准框架，邀请相关单位和参会人员，确定研讨会召开

方式，线上或线下会议时间和频次，根据参会人员背景分组以便进行细化讨论。

2021年4月-2022年3月，牵头单位中国电子技术标准化研究院向编制组内征

求标准完善意见，开展了多次产业状况、商业生态模式分析，技术可行性讨论等

工作。具体内容包括：

中国电子工业标准化技术协会

1.共封装交换机收发器模块说明，包括共封装收发器光学特性，外置光源特

性，外置光源光連接器，共封装收发器光連接器，共封装收发器电学特性，共封

装收发器数字管理接口设计，低速、高速电气信号规格，时序控制电气信号规格。

2.共封装收发器数字管理接口设计。

3.共封装收发器机械结构设计，共封装收发器热管理设计，共封装收发器环

境要求。

4.共封装网卡收发器模块说明。

5.共封装收发器数字管理接口设计。

6.共封装收发器机构设计，共封装收发器热管理设计，共封装收发器环境要

求。

2022年3月，标准编制组完成征求意见稿，并拟向社会征求意见。

3、主要起草人及其所做的工作

本标准由中国电子技术标准化研究院牵头组织编制，参与标准编制的成员单

位有东莞立讯技术有限公司、无锡芯光互联技术研究院有限公司、苏州旭创科技

有限公司、青岛海信宽带多媒体技术有限公司、苏州易锐光电科技有限公司等多

家单位参与。中国电子技术标准化研究院牵头负责标准化工作的组织、协调和标

准文本的编制工作。东莞立讯技术有限公司提供了光电共封装收发器电连接器及

结构支撑设计，面向交换机芯片的数字管理设计，交换机系统热仿真与设计，青

岛海信宽带多媒体技术有限公司与江苏奥雷光电有限公司提供了外置光源模块

的规格设计，苏州旭创科技有限公司提供了光电共封装收发器光信号的规格，易

锐光电科技有限公司提供了光电共封装收发器高、低速电信号的规格及时序控

制，江苏亨通洛克利科技有限公司提供了光电共封装收发器结构设计的信息。除

此之外，中国科学院计算技术研究所，中国科学院西安光学精密机械研究所，中

科院微电子所，盛科网络(苏州)有限公司，无锡众星微系统技术有限公司，青芯

半导体科技(上海)有限公司，合肥边缘智芯科技有限公司，新华三技术有限公

司，盛科网络(苏州)有限公司，锐杰微科技集团，华进半导体封装先导技术研发

中心有限公司，国防科技大学等相关的光学、电学、交换机系统、芯片、半导体

封装、光模块厂家，对标准所对应的产品在功耗、成本、带宽、集成度、可靠性、

中国电子工业标准化技术协会

可制造性、产品先进性、数据中心用户对旧架构产品的惰性、对新形态产品的可

接受度等层面，提供了相关材料，并全程参与了详细的论证和讨论。

二、标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

1、编制原则

在编制标准过程中，遵循了以下三项原则。

一是遵循国家法律、法规等相关规定，制定过程严格按照程序执行。本标准

的编制过程经历了标准编制筹备阶段、标准草案编制阶段（草案讨论、编制、内

部征求意见、修改、再征求意见等环节），制定过程严格按照国家标准制定程序

要求。目前是到审定稿的意见征求。本标准的编制严格遵循GB/T1.1-2020《标

准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，并使用中

国标准编辑器进行文本的编辑。

二是充分借鉴和吸收国外相关文献和经验。本标准编制过程中，吸收借鉴了

一些国外的技术文献和经验，这些内容部分已经成为国际标准，其余虽然没有正

式成为国际标准，但已经成为了业内广泛使用的方法、规范。

三是本标准本着立足于微电子芯片光输入输出技术在数据中心业务场景中

网络互连的应用需求，基于最新的技术方案以及产业生态，并着眼于未来速率提

升的发展需求，使标准发挥最大的作用。在标准的技术内容编写上充分考虑了业

界对于降低数据传输的功耗与成本，提高互连密度，降低时延，实现更高速率、

更大带宽、较低功耗的网络的诉求，以及技术的可实现性与产业生态，从多个方

面进行了详细的研究与论证，以便于标准能够在实际的应用中得到贯彻实施。

2、确定主要内容的依据

本标准描述了基于典型数据传输应用场景的光输入输出的共封装模块设计

要求，规定了收发器模块规格定义（含驱动电路）、客户端串行电路规格、协同

封装连线规格、光纤耦合以及光连接器等技术要求。编制过程中，工作组参考了

国内外相关的标准资料，包括YD/T3538.3-2020《400Gb/s强度调制可插拔光收

发合一模块》第3部分：4×100Gb/s，QSFP-DDHardwareSpecificationforQSFP

DOUBLEDENSITY8XPLUGGABLETRANSCEIVER–Rev5.1，

QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112HardwareSpecification–Rev6.01，Common

ManagementInterfaceSpecification(CMIS)–Rev5.1，IEEE802.3bs,IEEE

中国电子工业标准化技术协会