高密度多芯MT-FA光組件的三維集成方案,是應(yīng)對(duì)AI算力爆發(fā)式增長(zhǎng)背景下光通信系統(tǒng)升級(jí)需求的重要技術(shù)路徑。該方案通過(guò)將多芯光纖陣列(MT-FA)與三維集成技術(shù)深度融合,突破了傳統(tǒng)二維平面集成的空間限制,實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)傳輸密度與系統(tǒng)集成度的雙重提升。具體而言,MT-FA組件通過(guò)精密研磨工藝將光纖陣列端面加工為特定角度(如42.5°),結(jié)合低損耗MT插芯與V槽基板技術(shù),形成多通道并行光路耦合結(jié)構(gòu)。在三維集成層面,該方案采用層間耦合器技術(shù),將不同波導(dǎo)層的MT-FA陣列通過(guò)倏逝波耦合、光柵耦合或3D波導(dǎo)耦合方式垂直堆疊,構(gòu)建出立體化光傳輸網(wǎng)絡(luò)。例如,在800G/1.6T光模塊中,三維集成的MT-FA陣列可將16個(gè)光通道壓縮至傳統(tǒng)方案1/3的體積內(nèi),同時(shí)通過(guò)優(yōu)化層間耦合效率,使插入損耗降低至0.2dB以下,滿足AI訓(xùn)練集群對(duì)低時(shí)延、高可靠性的嚴(yán)苛要求。三維光子互連芯片的故障檢測(cè)技術(shù)研發(fā),提升設(shè)備運(yùn)維的效率與準(zhǔn)確性。三維光子互連芯片哪家正規(guī)

三維集成對(duì)MT-FA組件的制造工藝提出了變革性要求。為實(shí)現(xiàn)多芯精確對(duì)準(zhǔn),需采用飛秒激光直寫(xiě)技術(shù)構(gòu)建三維光波導(dǎo)耦合器,通過(guò)超短脈沖激光在玻璃基底上刻蝕出曲率半徑小于10微米的微透鏡陣列,使不同層的光信號(hào)耦合損耗控制在0.1dB以下。在封裝環(huán)節(jié),混合鍵合技術(shù)成為關(guān)鍵突破點(diǎn)——通過(guò)銅-銅熱壓鍵合與聚合物粘接的復(fù)合工藝,可在200℃低溫下實(shí)現(xiàn)多層芯片的無(wú)縫連接,鍵合強(qiáng)度達(dá)20MPa,較傳統(tǒng)銀漿粘接提升3倍。此外,三維集成的MT-FA組件需通過(guò)-40℃至125℃的1000次熱循環(huán)測(cè)試,以及85%濕度環(huán)境下的1000小時(shí)可靠性驗(yàn)證,確保其在數(shù)據(jù)中心7×24小時(shí)運(yùn)行中的零失效表現(xiàn)。這種技術(shù)演進(jìn)正推動(dòng)光模塊從功能集成向系統(tǒng)集成跨越,為AI大模型訓(xùn)練所需的EB級(jí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互提供物理層支撐。內(nèi)蒙古光通信三維光子互連芯片三維光子互連芯片的毛細(xì)管力對(duì)準(zhǔn)技術(shù),利用表面張力實(shí)現(xiàn)自組裝。

基于多芯MT-FA的三維光子互連標(biāo)準(zhǔn)正成為推動(dòng)高速光通信技術(shù)革新的重要規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)聚焦于多芯光纖陣列(Multi-FiberTerminationFiberArray,MT-FA)與三維光子集成技術(shù)的深度融合,通過(guò)精密的光子器件布局與三維光波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)芯片間光信號(hào)的高效并行傳輸。多芯MT-FA作為關(guān)鍵組件,采用V形槽基板固定多根單?;蚨嗄9饫w,通過(guò)42.5°端面研磨實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的全反射耦合,結(jié)合低損耗MT插芯將通道間距控制在0.25mm以內(nèi),確保多路光信號(hào)在亞毫米級(jí)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)零串?dāng)_傳輸。其重要優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)三維堆疊架構(gòu)突破傳統(tǒng)二維平面的密度限制,例如在800G光模塊中,80個(gè)光通信收發(fā)器可集成于0.3mm2芯片面積,單位面積數(shù)據(jù)密度達(dá)5.3Tb/s/mm2,較傳統(tǒng)方案提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。該標(biāo)準(zhǔn)還定義了光子器件與電子芯片的垂直互連規(guī)范,通過(guò)銅錫熱壓鍵合技術(shù)形成15μm間距的2304個(gè)互連點(diǎn),既保證114.9MPa的機(jī)械強(qiáng)度,又將電容降至10fF,實(shí)現(xiàn)低功耗、高可靠的片上光電子集成。
三維光子互連技術(shù)的突破性在于將光子器件的布局從二維平面擴(kuò)展至三維空間,而多芯MT-FA光組件正是這一變革的關(guān)鍵支撐。通過(guò)微米級(jí)銅錫鍵合技術(shù),MT-FA組件可在15μm間距內(nèi)實(shí)現(xiàn)2304個(gè)互連點(diǎn),剪切強(qiáng)度達(dá)114.9MPa,同時(shí)保持10fF的較低電容,確保了光子與電子信號(hào)的高效協(xié)同。在AI算力場(chǎng)景中,MT-FA的并行傳輸能力可明顯降低系統(tǒng)布線復(fù)雜度,例如在1.6T光模塊中,其多芯陣列設(shè)計(jì)使光路耦合效率提升3倍,誤碼率低至4×10?1?,滿足了大規(guī)模并行計(jì)算對(duì)信號(hào)完整性的嚴(yán)苛要求。此外,MT-FA的模塊化設(shè)計(jì)支持端面角度、通道數(shù)量等參數(shù)的靈活定制,可適配QSFP-DD、OSFP等多種光模塊標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步推動(dòng)了光互連技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)?;瘧?yīng)用。隨著波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)與光子集成電路的融合,MT-FA組件有望在下一代全光計(jì)算架構(gòu)中發(fā)揮更重要的作用,為T(mén)比特級(jí)芯片間互連提供可量產(chǎn)的解決方案。三維光子互連芯片的設(shè)計(jì)充分考慮了未來(lái)的擴(kuò)展需求,為技術(shù)的持續(xù)升級(jí)提供了便利。

三維光子集成技術(shù)與多芯MT-FA光收發(fā)模塊的深度融合,正在重塑高速光通信系統(tǒng)的技術(shù)邊界。傳統(tǒng)光模塊受限于二維平面集成架構(gòu),其光子與電子組件的橫向排列導(dǎo)致通道密度受限、傳輸損耗累積,難以滿足800G/1.6T時(shí)代對(duì)低能耗、高帶寬的嚴(yán)苛需求。而三維集成通過(guò)垂直堆疊光子芯片與電子芯片,結(jié)合銅柱凸點(diǎn)高密度鍵合工藝,實(shí)現(xiàn)了光子發(fā)射器與接收器單元在0.15mm2面積內(nèi)的80通道密集排列。這種架構(gòu)突破了平面布局的物理限制,使單芯片光子通道數(shù)從早期64路提升至80路,同時(shí)將電光轉(zhuǎn)換能耗降低至120fJ/bit以下,較傳統(tǒng)方案降幅超過(guò)50%。多芯MT-FA組件作為三維架構(gòu)中的重要連接單元,其42.5°端面全反射設(shè)計(jì)與V槽pitch±0.5μm的精密加工,確保了多路光信號(hào)在垂直堆疊結(jié)構(gòu)中的低損耗傳輸。通過(guò)將光纖陣列與三維集成光子芯片直接耦合,MT-FA不僅簡(jiǎn)化了光路對(duì)準(zhǔn)工藝,更將模塊體積縮小40%,為數(shù)據(jù)中心高密度機(jī)柜部署提供了關(guān)鍵支撐。利?三維光子互連芯片?,?研究人員成功實(shí)現(xiàn)了超高速光信號(hào)傳輸,?為下一代通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了進(jìn)步。蘭州三維光子互連芯片
在多芯片系統(tǒng)中,三維光子互連芯片可以實(shí)現(xiàn)芯片間的并行通信。三維光子互連芯片哪家正規(guī)
高密度多芯MT-FA光組件的三維集成芯片技術(shù),是光通信領(lǐng)域突破傳統(tǒng)物理限制的關(guān)鍵路徑。該技術(shù)通過(guò)將多芯光纖陣列(MT-FA)與三維集成工藝深度融合,在垂直方向上堆疊光路層、信號(hào)處理層及控制電路層,實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)傳輸與電學(xué)功能的立體協(xié)同。以400G/800G光模塊為例,MT-FA組件通過(guò)42.5°精密研磨工藝形成端面全反射結(jié)構(gòu),配合低損耗MT插芯與亞微米級(jí)V槽定位技術(shù),使多芯光纖的通道間距公差控制在±0.5μm以內(nèi),從而在單芯片內(nèi)集成12至24路并行光通道。這種設(shè)計(jì)不僅將傳統(tǒng)二維布局的布線密度提升3倍以上,更通過(guò)三維堆疊縮短了層間互連距離,使信號(hào)傳輸延遲降低40%,功耗減少25%。在AI算力集群中,該技術(shù)可支持單模塊800Gbps的傳輸速率,滿足大模型訓(xùn)練時(shí)每秒PB級(jí)數(shù)據(jù)交互的需求,同時(shí)其緊湊結(jié)構(gòu)使光模塊體積縮小60%,為數(shù)據(jù)中心高密度部署提供了物理基礎(chǔ)。三維光子互連芯片哪家正規(guī)