在三維光子互連芯片的多芯MT-FA光組件集成實(shí)踐中，模塊化設(shè)計(jì)與可擴(kuò)展性成為重要技術(shù)方向。通過將光引擎、驅(qū)動(dòng)芯片和MT-FA組件集成于同一基板，可形成標(biāo)準(zhǔn)化功能單元，支持按需組合以適應(yīng)不同規(guī)模的光互連需求。例如，采用硅基光電子工藝制備的光引擎可與多芯MT-FA直接鍵合，形成從光信號(hào)調(diào)制到光纖耦合的全流程集成，減少中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)帶來的損耗。針對(duì)高密度封裝帶來的散熱挑戰(zhàn)，該方案引入微通道液冷或石墨烯導(dǎo)熱層等新型熱管理技術(shù)，確保在10W/cm2以上的功率密度下穩(wěn)定運(yùn)行。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，采用三維集成方案的MT-FA組件在85℃高溫環(huán)境中，插損波動(dòng)小于0.1dB，回波損耗優(yōu)于-30dB，滿足5G前傳、城域網(wǎng)等嚴(yán)苛場(chǎng)景的可靠性要求。未來，隨著光子集成電路（PIC）技術(shù)的進(jìn)一步成熟，多芯MT-FA方案有望向128芯及以上規(guī)模演進(jìn)，為全光交換網(wǎng)絡(luò)和量子通信等前沿領(lǐng)域提供底層支撐。三維光子互連芯片采用ALD沉積工藝，解決微孔內(nèi)絕緣層均勻覆蓋難題。三維光子芯片多芯MT-FA光傳輸架構(gòu)批發(fā)

多芯MT-FA光組件的三維光子耦合方案是突破高速光通信系統(tǒng)帶寬瓶頸的重要技術(shù)，其重要在于通過三維空間光路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多芯光纖與光芯片的高效耦合。傳統(tǒng)二維平面耦合受限于光芯片表面平整度與光纖陣列排布精度，導(dǎo)致耦合損耗隨通道數(shù)增加呈指數(shù)級(jí)上升。而三維耦合方案通過在垂直于光芯片平面的方向引入微型反射鏡陣列或棱鏡結(jié)構(gòu)，將水平傳輸?shù)墓饽Ｊ睫D(zhuǎn)換為垂直方向耦合，使多芯光纖的纖芯與光芯片波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、低損耗的垂直對(duì)接。例如，采用5個(gè)三維微型反射鏡組成的聚合物陣列，通過激光直寫技術(shù)精確控制反射鏡的曲面形貌與空間排布，可實(shí)現(xiàn)各通道平均耦合損耗低于4dB，工作波長帶寬超過100納米，且兼容CMOS工藝與波分復(fù)用技術(shù)。這種設(shè)計(jì)不僅解決了高密度通道間的串?dāng)_問題，還通過三維堆疊結(jié)構(gòu)將光模塊體積縮小40%以上，為800G/1.6T光模塊的小型化提供了關(guān)鍵支撐。濟(jì)南三維光子芯片多芯MT-FA光連接方案三維光子互連芯片的激光誘導(dǎo)濕法刻蝕技術(shù)，提升TGV側(cè)壁垂直度。

從工藝實(shí)現(xiàn)層面看，多芯MT-FA的制造涉及超精密加工、光學(xué)鍍膜、材料科學(xué)等多學(xué)科交叉技術(shù)。其重要工藝包括：采用五軸聯(lián)動(dòng)金剛石車床對(duì)光纖陣列端面進(jìn)行42.5°非球面研磨，表面粗糙度需控制在Ra<5nm；通過紫外固化膠水實(shí)現(xiàn)光纖與V槽的亞微米級(jí)定位，膠水收縮率需低于0.1%以避免應(yīng)力導(dǎo)致的偏移；端面鍍制AR/HR增透膜，使1550nm波段反射率低于0.1%。在可靠性測(cè)試中，該連接器需通過85℃/85%RH高溫高濕試驗(yàn)、500次插拔循環(huán)測(cè)試以及-40℃至85℃溫度沖擊試驗(yàn)，確保在數(shù)據(jù)中心24小時(shí)不間斷運(yùn)行場(chǎng)景下的穩(wěn)定性。值得注意的是，多芯MT-FA的模塊化設(shè)計(jì)使其可兼容QSFP-DD、OSFP等主流光模塊接口標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)化插芯實(shí)現(xiàn)即插即用。隨著硅光集成技術(shù)的演進(jìn)，未來多芯MT-FA將向更高密度發(fā)展，例如采用空芯光纖技術(shù)可將通道數(shù)擴(kuò)展至72芯，同時(shí)通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)定制化端面結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低光子芯片的封裝復(fù)雜度。這種技術(shù)迭代不僅推動(dòng)了光通信向1.6T及以上速率邁進(jìn)，更為光子計(jì)算、量子通信等前沿領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

從制造工藝層面看，多芯MT-FA光耦合器的突破源于材料科學(xué)與精密工程的深度融合。其重要部件MT插芯采用陶瓷-金屬復(fù)合材料，通過超精密磨削將芯間距誤差控制在±0.5μm以內(nèi)，配合新型Hybrid353ND系列膠水實(shí)現(xiàn)UV固化定位與353ND環(huán)氧樹脂性能的雙重保障，有效解決了傳統(tǒng)工藝中因熱應(yīng)力導(dǎo)致的通道偏移問題。在三維集成方面，該器件通過銅錫熱壓鍵合技術(shù)，在15μm間距上形成2304個(gè)微米級(jí)互連點(diǎn)，剪切強(qiáng)度達(dá)114.9MPa，同時(shí)將電容降低至10fF，使光子層與電子層的信號(hào)同步誤差小于2ps。這種結(jié)構(gòu)不僅支持多波長復(fù)用傳輸，還能通過微盤調(diào)制器與鍺硅光電二極管的集成，實(shí)現(xiàn)單比特50fJ的較低能耗。實(shí)際應(yīng)用中，多芯MT-FA已驗(yàn)證可在4m單模光纖傳輸下保持誤碼率低于4×10?1?，其緊湊型設(shè)計(jì)（0.3mm2芯片面積）更適配CPO（共封裝光學(xué)）架構(gòu)，為數(shù)據(jù)中心從100G向800G/1.6T演進(jìn)提供了可量產(chǎn)的解決方案。隨著三維光子集成技術(shù)向全光互連架構(gòu)發(fā)展，多芯MT-FA的光耦合效率與集成密度將持續(xù)優(yōu)化，成為突破AI算力瓶頸的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。相較于傳統(tǒng)二維光子芯片?三維光子互連芯片?能夠在更小的空間內(nèi)集成更多光子器件。

三維光子芯片的研發(fā)正推動(dòng)光互連技術(shù)向更高集成度與更低能耗方向突破。傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)依賴鏡片、晶體等分立器件實(shí)現(xiàn)光路調(diào)控，而三維光子芯片通過飛秒激光加工技術(shù)在微納米尺度構(gòu)建復(fù)雜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，將光信號(hào)產(chǎn)生、復(fù)用與交換功能集成于單一芯片。例如，基于軌道角動(dòng)量（OAM）模式的三維光子芯片，可在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的空分復(fù)用（SDM），通過溝槽波導(dǎo)設(shè)計(jì)完成OAM模式的產(chǎn)生、解復(fù)用及交換。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該芯片輸出的OAM模式相位純度超過92%，且偏振態(tài)穩(wěn)定性優(yōu)異，雙折射效應(yīng)極低。這種設(shè)計(jì)不僅突破了傳統(tǒng)復(fù)用方式（如波長、偏振）的容量限制，更通過片上集成大幅降低了系統(tǒng)復(fù)雜度與功耗。在芯片間光互連場(chǎng)景中，三維光子芯片與單模光纖耦合后，可實(shí)現(xiàn)兩路OAM模式復(fù)用傳輸，串?dāng)_低于-14.1dB，光信噪比（OSNR）代價(jià)在誤碼率3.8×10?3時(shí)分別小于1.3dB和3.5dB，驗(yàn)證了其作為下一代光互連重要器件的潛力。在三維光子互連芯片中，可以集成光緩存器來暫存光信號(hào)，減少因信號(hào)等待而產(chǎn)生的損耗。濟(jì)南三維光子芯片多芯MT-FA光連接方案

三維光子互連芯片的定向自組裝技術(shù)，利用嵌段共聚物實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)。三維光子芯片多芯MT-FA光傳輸架構(gòu)批發(fā)

三維集成對(duì)高密度多芯MT-FA光組件的賦能體現(xiàn)在制造工藝與系統(tǒng)性能的雙重革新。在工藝層面，采用硅通孔（TSV）技術(shù)實(shí)現(xiàn)光路層與電路層的垂直互連，通過銅柱填充與絕緣層鈍化工藝，將層間信號(hào)傳輸速率提升至10Gbps/μm2，較傳統(tǒng)引線鍵合技術(shù)提高8倍。在系統(tǒng)層面，三維集成允許將光放大器、波分復(fù)用器等有源器件與MT-FA無源組件集成于同一封裝體內(nèi)，形成光子集成電路（PIC）。例如，在1.6T光模塊設(shè)計(jì)中，通過三維堆疊將8通道MT-FA與硅光調(diào)制器陣列垂直集成，使光耦合損耗從3dB降至0.8dB，系統(tǒng)誤碼率（BER）優(yōu)化至10?1?量級(jí)。這種立體化架構(gòu)還支持動(dòng)態(tài)重構(gòu)功能，可通過軟件定義調(diào)整光通道分配，使光模塊能適配從100G到1.6T的多種速率場(chǎng)景。隨著CPO（共封裝光學(xué)）技術(shù)的演進(jìn)，三維集成MT-FA芯片正成為實(shí)現(xiàn)光子與電子深度融合的重要載體，其每瓦特算力傳輸成本較傳統(tǒng)方案降低55%，為未來10Tbps級(jí)光互連提供了技術(shù)儲(chǔ)備。三維光子芯片多芯MT-FA光傳輸架構(gòu)批發(fā)