北京光互連三維光子互連芯片

采用45°全反射端面的MT-FA組件，可通過精密研磨工藝將8芯至24芯光纖陣列集成于微型插芯中，配合三維布局的垂直互連通道，使光信號(hào)在模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)無阻塞傳輸。這種技術(shù)路徑不僅滿足了AI算力集群對(duì)800G/1.6T光模塊的帶寬需求，更通過減少光纖數(shù)量降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，三維光子互連架構(gòu)下的MT-FA模塊，其插入損耗可控制在0.35dB以下，回波損耗超過60dB，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)二維方案。此外，三維結(jié)構(gòu)對(duì)電磁環(huán)境的優(yōu)化，使得模塊在高頻信號(hào)傳輸中的誤碼率降低，為數(shù)據(jù)中心大規(guī)模并行計(jì)算提供了可靠保障。在三維光子互連芯片中實(shí)現(xiàn)精確的光路對(duì)準(zhǔn)與耦合，需要采用多種技術(shù)手段和方法。北京光互連三維光子互連芯片

多芯MT-FA光組件的三維芯片互連標(biāo)準(zhǔn)正成為光通信與集成電路交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)規(guī)范。其重要在于通過高精度三維互連架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多通道光信號(hào)與電信號(hào)的協(xié)同傳輸。在物理結(jié)構(gòu)層面，該標(biāo)準(zhǔn)要求MT-FA組件的端面研磨角度需精確控制在42.5°±0.5°范圍內(nèi)，以確保全反射條件下光信號(hào)的低損耗耦合。配合低損耗MT插芯與亞微米級(jí)V槽定位技術(shù)，單通道插損可控制在0.2dB以下，通道間距誤差不超過±0.5μm。這種設(shè)計(jì)使得800G光模塊中16通道并行傳輸?shù)拇當(dāng)_抑制比達(dá)到45dB以上，滿足AI算力集群對(duì)數(shù)據(jù)傳輸完整性的嚴(yán)苛要求。三維互連的垂直維度則依賴硅通孔（TSV）或玻璃通孔（TGV）技術(shù)，其中TSV直徑已從10μm向1μm量級(jí)突破，深寬比提升至20:1，配合原子層沉積（ALD）工藝形成的共形絕緣層，有效解決了微孔電鍍填充的均勻性問題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用0.9μm間距TSV陣列的芯片堆疊，互連密度較傳統(tǒng)方案提升3個(gè)數(shù)量級(jí)，通信速度突破10Tbps，能源效率優(yōu)化至20倍，為高密度計(jì)算提供了物理層支撐。玻璃基三維光子互連芯片廠家供貨在數(shù)據(jù)中心中，三維光子互連芯片能夠有效提升服務(wù)器之間的互聯(lián)效率。

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑看，三維光子集成多芯MT-FA方案需攻克三大重要難題：其一，多芯光纖陣列的精密對(duì)準(zhǔn)。MT-FA的V槽pitch公差需控制在±0.5μm以內(nèi)，否則會(huì)導(dǎo)致多芯光纖與光子芯片的耦合錯(cuò)位，引發(fā)通道間串?dāng)_。某實(shí)驗(yàn)通過飛秒激光直寫技術(shù)，在聚合物材料中制備出自由形態(tài)反射器，將光束從波導(dǎo)端面定向耦合至多芯光纖，實(shí)現(xiàn)了1550nm波長(zhǎng)下-0.5dB的插入損耗與±2.5μm的對(duì)準(zhǔn)容差，明顯提升了多芯耦合的工藝窗口。其二，三維異質(zhì)集成中的熱應(yīng)力管理。由于硅基光子芯片與CMOS電子芯片的熱膨脹系數(shù)差異，垂直互連時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致連接失效。

多芯MT-FA光纖連接與三維光子互連的協(xié)同創(chuàng)新，正推動(dòng)光通信向更高集成度與更低功耗方向演進(jìn)。在800G/1.6T光模塊領(lǐng)域，MT-FA組件通過精密陣列排布技術(shù)，將光纖直徑壓縮至125微米量級(jí)，同時(shí)保持0.3dB以下的插入損耗。這種設(shè)計(jì)使得單個(gè)光模塊可集成128個(gè)并行通道，較傳統(tǒng)方案密度提升4倍。三維光子互連架構(gòu)則進(jìn)一步優(yōu)化了光信號(hào)的路由效率：通過波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)，同一波導(dǎo)可同時(shí)傳輸16個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，每個(gè)波長(zhǎng)承載50Gbps數(shù)據(jù)流，總帶寬達(dá)800Gbps。在制造工藝層面，光子器件與MT-FA的集成采用28納米CMOS兼容工藝，通過深紫外光刻與反應(yīng)離子蝕刻技術(shù)，在硅基底上構(gòu)建出三維光波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。這種工藝不僅降低了制造成本，更使光子互連層的厚度控制在5微米以內(nèi)，與電子芯片的堆疊間隙精確匹配。三維光子互連芯片的微反射鏡結(jié)構(gòu)，為層間光路由提供高精度控制方案。

多芯MT-FA光組件作為三維光子集成工藝的重要單元，其技術(shù)突破直接推動(dòng)了高速光通信系統(tǒng)向更高密度、更低損耗的方向演進(jìn)。該組件通過精密的V形槽基片陣列排布技術(shù)，將多根單?；蚨嗄９饫w以微米級(jí)精度固定于硅基或玻璃基底，形成高密度光纖終端陣列。其重要工藝包括42.5°端面研磨與低損耗MT插芯耦合，前者通過全反射原理實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的90°轉(zhuǎn)向傳輸，后者利用較低損耗材料將插入損耗控制在0.1dB以下。在三維集成場(chǎng)景中，多芯MT-FA與硅光芯片、CPO共封裝光學(xué)模塊深度融合，通過垂直堆疊技術(shù)將光引擎與電芯片的間距壓縮至百微米級(jí)，明顯縮短光互連路徑。例如，在1.6T光模塊中，12通道MT-FA陣列可同時(shí)承載800Gbps×12的并行信號(hào)傳輸，配合三維層間耦合器實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)層與光纖層的無縫對(duì)接，使系統(tǒng)功耗較傳統(tǒng)方案降低30%以上。這種集成方式不僅解決了高速信號(hào)傳輸中的串?dāng)_問題，更通過三維空間復(fù)用將單模塊端口密度提升至傳統(tǒng)方案的4倍，為AI算力集群提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施支持。三維光子互連芯片采用綠色制造工藝，減少生產(chǎn)過程中的能源消耗與污染。寧波光傳感三維光子互連芯片

Lightmatter的M1000芯片，采用波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化光信號(hào)時(shí)延均衡。北京光互連三維光子互連芯片

三維光子互連技術(shù)與多芯MT-FA光連接器的融合，正在重塑芯片級(jí)光通信的物理架構(gòu)。傳統(tǒng)電子互連受限于銅線傳輸?shù)碾娮钃p耗與電磁干擾，在3nm制程時(shí)代已難以滿足AI芯片間T比特級(jí)數(shù)據(jù)傳輸需求。而三維光子互連通過垂直堆疊光子器件與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了立體化的光信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)。這種架構(gòu)突破二維平面布局的物理限制，使光子器件密度提升3-5倍，同時(shí)通過垂直耦合器實(shí)現(xiàn)層間光信號(hào)的無損傳輸。多芯MT-FA作為該體系的重要接口，采用42.5°端面研磨工藝與低損耗MT插芯，在800G/1.6T光模塊中實(shí)現(xiàn)12-24通道的并行光連接。其V槽pitch公差控制在±0.3μm以內(nèi)，配合紫外膠水OG198-54的精密粘接，確保多芯光纖的陣列精度達(dá)到亞微米級(jí)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，這種結(jié)構(gòu)在2304通道并行傳輸時(shí)，單比特能耗可低至50fJ，較傳統(tǒng)電子互連降低82%，而帶寬密度突破5.3Tb/s/mm2，為AI訓(xùn)練集群的算力擴(kuò)展提供了關(guān)鍵支撐。北京光互連三維光子互連芯片