在三維光子互連芯片的多芯MT-FA光組件集成實踐中，模塊化設(shè)計與可擴展性成為重要技術(shù)方向。通過將光引擎、驅(qū)動芯片和MT-FA組件集成于同一基板，可形成標準化功能單元，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)定運行。測試數(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，插損波動小于0.1dB，回波損耗優(yōu)于-30dB，滿足5G前傳、城域網(wǎng)等嚴苛場景的可靠性要求。未來，隨著光子集成電路（PIC）技術(shù)的進一步成熟，多芯MT-FA方案有望向128芯及以上規(guī)模演進，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。三維光子互連芯片的噴砂法TGV工藝，提升玻璃基板加工效率。西安三維光子芯片多芯MT-FA光接口設(shè)計

三維光子互連技術(shù)與多芯MT-FA光纖連接器的結(jié)合，正在重塑芯片級光互連的物理架構(gòu)與性能邊界。傳統(tǒng)電子互連受限于銅導(dǎo)線的電阻損耗和電磁干擾，在芯片內(nèi)部微米級距離傳輸時仍面臨能效瓶頸，而三維光子互連通過將光子器件與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)垂直堆疊，構(gòu)建了多層次的光信號傳輸通道。這種立體布局不僅將單位面積的光子器件密度提升數(shù)倍，更通過波長復(fù)用與并行傳輸技術(shù)實現(xiàn)了T比特級帶寬密度。多芯MT-FA光纖連接器作為該體系的重要接口，采用低損耗MT插芯與精密研磨工藝，將多根光纖芯集成于單個連接頭內(nèi)，其42.5°反射鏡端面設(shè)計實現(xiàn)了光信號的全反射轉(zhuǎn)向，使100G/400G/800G光模塊的并行傳輸通道數(shù)突破80路。實驗數(shù)據(jù)顯示，基于銅錫熱壓鍵合的2304個微米級互連點陣列，可支撐單比特50fJ的較低能耗傳輸，端到端誤碼率低至4×10?1?，較傳統(tǒng)電子互連降低3個數(shù)量級。這種技術(shù)融合使得AI訓(xùn)練集群的芯片間通信帶寬密度達到5.3Tb/s/mm2，同時將光模塊體積縮小40%，滿足了數(shù)據(jù)中心對高密度部署與低維護成本的雙重需求。浙江多芯MT-FA光組件支持的三維系統(tǒng)設(shè)計在三維光子互連芯片中，可以利用空間模式復(fù)用（SDM）技術(shù)。

三維光子芯片多芯MT-FA架構(gòu)的技術(shù)突破，本質(zhì)上解決了高算力場景下存儲墻與通信墻的雙重約束。在AI大模型訓(xùn)練中，參數(shù)服務(wù)器與計算節(jié)點間的數(shù)據(jù)吞吐量需求已突破TB/s量級，傳統(tǒng)電互連因RC延遲與功耗問題成為性能瓶頸。而該架構(gòu)通過光子-電子混合鍵合技術(shù)，將80個微盤調(diào)制器與鍺硅探測器直接集成于CMOS電子芯片上方，形成0.3mm2的光子互連層。實驗數(shù)據(jù)顯示，其80通道并行傳輸總帶寬達800Gb/s，單比特能耗只50fJ，較銅纜互連降低87%。更關(guān)鍵的是，三維堆疊結(jié)構(gòu)通過硅通孔（TSV）實現(xiàn)熱管理與電氣互連的垂直集成，使光模塊工作溫度穩(wěn)定在-25℃至+70℃范圍內(nèi)，滿足7×24小時高負荷運行需求。此外，該架構(gòu)兼容現(xiàn)有28nmCMOS制造工藝，通過銅錫熱壓鍵合形成15μm間距的2304個互連點，既保持了114.9MPa的剪切強度，又通過被動-主動混合對準技術(shù)將層間錯位容忍度提升至±0.5μm，為大規(guī)模量產(chǎn)提供了工藝可行性。這種從材料到系統(tǒng)的全鏈條創(chuàng)新，正推動光互連技術(shù)從輔助連接向重要算力載體演進。

三維光子芯片與多芯MT-FA光連接方案的融合，正在重塑高速光通信系統(tǒng)的技術(shù)邊界。傳統(tǒng)光模塊中，電信號轉(zhuǎn)換與光信號傳輸?shù)姆蛛x設(shè)計導(dǎo)致功耗高、延遲大，難以滿足AI算力集群對低時延、高帶寬的嚴苛需求。而三維光子芯片通過將激光器、調(diào)制器、光電探測器等重要光電器件集成于單片硅基襯底，結(jié)合垂直堆疊的3D封裝工藝，實現(xiàn)了光信號在芯片層間的直接傳輸。這種架構(gòu)下，多芯MT-FA組件作為光路耦合的關(guān)鍵接口，通過精密研磨工藝將光纖陣列端面加工為特定角度，配合低損耗MT插芯，可實現(xiàn)8芯、12芯乃至24芯光纖的高密度并行連接。例如，在800G/1.6T光模塊中，MT-FA的插入損耗可控制在0.35dB以下，回波損耗超過60dB，確保光信號在高速傳輸中的低損耗與高穩(wěn)定性。其多通道均勻性特性更可滿足AI訓(xùn)練場景下數(shù)據(jù)中心對長時間、高負載運行的可靠性要求，為光模塊的小型化、集成化提供了物理基礎(chǔ)。三維光子互連芯片在通信帶寬上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，滿足了高速數(shù)據(jù)處理的需求。

三維芯片互連技術(shù)對MT-FA組件的性能提出了更高要求，推動其向高精度、高可靠性方向演進。在制造工藝層面，MT-FA的端面研磨角度需精確控制在8°至42.5°之間，以確保全反射條件下的低插損特性，而TSV的直徑已從早期的10μm縮小至3μm，深寬比突破20:1，這對MT-FA與芯片的共形貼裝提出了納米級對準精度需求。熱管理方面，3D堆疊導(dǎo)致的熱密度激增要求MT-FA組件具備更優(yōu)的散熱設(shè)計，例如通過微流體通道與導(dǎo)熱硅基板的集成，將局部熱點溫度控制在70℃以下，保障光信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在應(yīng)用場景上，該技術(shù)組合已滲透至AI訓(xùn)練集群、超級計算機及5G/6G基站等領(lǐng)域，例如在支持Infiniband光網(wǎng)絡(luò)的交換機中，MT-FA與TSV互連的協(xié)同作用使端口間延遲降至納秒級，滿足高并發(fā)數(shù)據(jù)流的實時處理需求。隨著異質(zhì)集成標準的完善，多芯MT-FA與三維芯片互連技術(shù)將進一步推動光模塊向1.6T甚至3.2T速率演進，成為下一代智能計算基礎(chǔ)設(shè)施的重要支撐。三維光子互連芯片的多層光子互連技術(shù)，為實現(xiàn)高密度的芯片集成提供了技術(shù)支持。浙江多芯MT-FA光組件支持的三維系統(tǒng)設(shè)計

三維光子互連芯片采用異質(zhì)集成技術(shù)，整合不同功能模塊提升集成度。西安三維光子芯片多芯MT-FA光接口設(shè)計

三維光子芯片的研發(fā)正推動光互連技術(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，基于軌道角動量（OAM）模式的三維光子芯片，可在芯片內(nèi)部實現(xiàn)多路信號的空分復(fù)用（SDM），通過溝槽波導(dǎo)設(shè)計完成OAM模式的產(chǎn)生、解復(fù)用及交換。實驗數(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。在芯片間光互連場景中，三維光子芯片與單模光纖耦合后，可實現(xiàn)兩路OAM模式復(fù)用傳輸，串?dāng)_低于-14.1dB，光信噪比（OSNR）代價在誤碼率3.8×10?3時分別小于1.3dB和3.5dB，驗證了其作為下一代光互連重要器件的潛力。西安三維光子芯片多芯MT-FA光接口設(shè)計