江蘇3D PIC供貨公司

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42.5°端面研磨實(shí)現(xiàn)光信號的全反射耦合，結(jié)合低損耗MT插芯將通道間距控制在0.25mm以內(nèi)，確保多路光信號在亞毫米級空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)零串?dāng)_傳輸。其重要優(yōu)勢在于通過三維堆疊架構(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。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。在高性能計(jì)算領(lǐng)域，三維光子互連芯片可以加速CPU、GPU等處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)同工作。江蘇3D PIC供貨公司

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。3D PIC廠家直供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。

在光電融合層面，高性能多芯MT-FA的三維集成方案通過異構(gòu)集成技術(shù)將光學(xué)無源器件與有源芯片深度融合，構(gòu)建了高密度、低功耗的光互連系統(tǒng)。例如，將光纖陣列與隔離器、透鏡陣列（LensArray）進(jìn)行一體化封裝，利用UV膠與353ND系列混合膠水實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)粘接與光學(xué)定位，既簡化了光模塊的耦合工序，又通過隔離器的單向傳輸特性抑制了光反射噪聲，使信號誤碼率降低至10^-12以下。針對硅光子集成場景，模場直徑轉(zhuǎn)換（MFD）FA組件通過拼接超高數(shù)值孔徑單模光纖與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，實(shí)現(xiàn)了模場從3.2μm到9μm的無損過渡，配合三維集成工藝將波導(dǎo)層厚度控制在200μm以內(nèi)，使光耦合效率提升至95%。此外，該方案支持定制化設(shè)計(jì)，可根據(jù)客戶需求調(diào)整端面角度、通道數(shù)量及波長范圍，例如在相干光通信系統(tǒng)中，保偏型MT-FA通過V槽固定保偏光纖帶，維持光波偏振態(tài)的穩(wěn)定性，結(jié)合AWG（陣列波導(dǎo)光柵）實(shí)現(xiàn)4通道CWDM4信號的復(fù)用與解復(fù)用，單根光纖傳輸容量可達(dá)1.6Tbps。這種高度靈活的三維集成架構(gòu)，為數(shù)據(jù)中心、超級計(jì)算機(jī)等場景提供了從100G到1.6T速率的全系列光互連解決方案。

三維光子互連芯片的多芯MT-FA光組件集成方案是光通信領(lǐng)域向高密度、低功耗方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)突破。該方案通過將多芯光纖陣列（MT）與扇出型光電器件（FA）進(jìn)行三維立體集成，實(shí)現(xiàn)了光信號在芯片級的高效耦合與路由。傳統(tǒng)二維平面集成方式受限于芯片面積和端口密度，而三維結(jié)構(gòu)通過垂直堆疊和層間互連技術(shù)，可將光端口密度提升數(shù)倍，同時(shí)縮短光路徑長度以降低傳輸損耗。多芯MT-FA集成方案的重要在于精密對準(zhǔn)與封裝工藝，需采用亞微米級定位技術(shù)確保光纖芯與光電器件波導(dǎo)的精確對接，并通過低應(yīng)力封裝材料實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)的匹配，避免因溫度變化導(dǎo)致的性能退化。此外，該方案支持多波長并行傳輸，可兼容CWDM/DWDM系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心、超算中心等高帶寬場景提供每通道40Gbps以上的傳輸能力，明顯提升系統(tǒng)整體能效比。三維光子互連芯片通過三維堆疊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)芯片功能的立體式擴(kuò)展與升級。

從系統(tǒng)集成角度看，多芯MT-FA光組件的定制化能力進(jìn)一步強(qiáng)化了三維芯片架構(gòu)的靈活性。其支持端面角度、通道數(shù)量、保偏特性等參數(shù)的深度定制，可適配不同工藝節(jié)點(diǎn)的三維堆疊需求。例如，在邏輯堆疊邏輯（LOL）架構(gòu)中，上層芯片可能采用5nm工藝實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算，下層芯片采用28nm工藝優(yōu)化功耗，MT-FA組件可通過調(diào)整光纖陣列的pitch精度（誤差<0.5μm）和偏振消光比（≥25dB），確保異構(gòu)晶片間的光耦合效率超過95%。此外，其體積小、高密度的特性與三維芯片的緊湊設(shè)計(jì)高度契合，單個(gè)MT-FA組件可替代傳統(tǒng)多個(gè)單芯連接器，將封裝體積縮小40%以上，同時(shí)通過多芯并行傳輸降低布線復(fù)雜度，使系統(tǒng)級信號完整性（SI）提升20%。這種深度集成不僅簡化了三維芯片的散熱設(shè)計(jì)，還通過光信號的隔離特性減少了層間電磁干擾（EMI），為高帶寬、低延遲的AI算力架構(gòu)提供了物理層保障。隨著三維芯片向單芯片集成萬億晶體管的目標(biāo)演進(jìn)，MT-FA光組件的技術(shù)迭代將直接決定其能否突破內(nèi)存墻與互連墻的雙重限制，成為未來異構(gòu)集成系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。光子集成工藝是實(shí)現(xiàn)三維光子互連芯片的關(guān)鍵技術(shù)。浙江三維光子互連芯片報(bào)價(jià)

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)。江蘇3D PIC供貨公司

某團(tuán)隊(duì)采用低溫共燒陶瓷（LTCC）作為中間層，通過彈性模量梯度設(shè)計(jì)緩解熱應(yīng)力，使80通道三維芯片在-40℃至85℃溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定耦合。其三，低功耗光電轉(zhuǎn)換。針對接收端功耗過高的問題，某方案采用垂直p-n結(jié)鍺光電二極管，通過優(yōu)化耗盡區(qū)與光學(xué)模式的重疊，將響應(yīng)度提升至1A/W，同時(shí)電容降低至17fF，使10Gb/s信號接收時(shí)的能耗降至70fJ/bit。這些技術(shù)突破使得三維多芯MT-FA方案在800G/1.6T光模塊中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢：相較于傳統(tǒng)可插拔光模塊，其功耗降低60%，空間占用減少50%，且支持CPO（光電共封裝）架構(gòu)下的光引擎與ASIC芯片直接互連，為AI訓(xùn)練集群的規(guī)模化部署提供了高效、低成本的解決方案。江蘇3D PIC供貨公司