山西三維光子互連芯片多芯MT-FA封裝技術(shù)

在應(yīng)用場景層面，三維光子集成多芯MT-FA組件已成為支撐CPO共封裝光學(xué)、LPO線性驅(qū)動等前沿架構(gòu)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。其多芯并行傳輸特性與硅光芯片的CMOS工藝兼容性，使得光模塊封裝體積較傳統(tǒng)方案縮小40%，功耗降低25%。例如，在1.6T光模塊中，通過將16個單模光纖芯集成于直徑3mm的MT插芯內(nèi)，配合三維堆疊的透鏡陣列，可實現(xiàn)單波長200Gbps信號的無源耦合，將光引擎與電芯片的間距壓縮至0.5mm以內(nèi)，大幅提升了信號完整性。更值得關(guān)注的是，該技術(shù)通過引入波長選擇開關(guān)（WSS）與動態(tài)增益均衡算法，使多芯MT-FA組件能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)各通道光功率，在40km傳輸距離下仍可保持誤碼率低于1E-12。隨著三維光子集成工藝的成熟，此類組件正從數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)向城域光網(wǎng)絡(luò)延伸，為6G通信、量子計算等場景提供較低時延、超高密度的光傳輸解決方案，其市場滲透率預(yù)計在2027年突破35%，成為光通信產(chǎn)業(yè)價值鏈升級的重要驅(qū)動力。三維光子互連芯片的高效互聯(lián)能力，將為設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換提供有力支持。山西三維光子互連芯片多芯MT-FA封裝技術(shù)

該技術(shù)對材料的選擇極為苛刻，例如MT插芯需采用低損耗的陶瓷或玻璃材質(zhì)，而粘接膠水需同時滿足光透過率、熱膨脹系數(shù)匹配以及耐85℃/85%RH高溫高濕測試的要求。實際應(yīng)用中，三維耦合技術(shù)已成功應(yīng)用于400G/800G光模塊的并行傳輸場景，其高集成度特性使單模塊體積縮小40%，布線復(fù)雜度降低60%，為數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模部署提供了關(guān)鍵支撐。隨著CPO（共封裝光學(xué)）技術(shù)的興起，三維耦合技術(shù)將進(jìn)一步向芯片級集成演進(jìn)，通過將MT-FA與光引擎直接集成在硅基襯底上，實現(xiàn)光信號從光纖到芯片的零距離傳輸，推動光通信系統(tǒng)向更高速率、更低功耗的方向突破。杭州基于多芯MT-FA的三維光子互連系統(tǒng)三維光子互連芯片在高速光通信領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

多芯MT-FA光組件在三維芯片架構(gòu)中扮演著光互連重要的角色，其部署直接決定了芯片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捗芏扰c能效比。在三維堆疊芯片中，傳統(tǒng)二維布局受限于平面走線長度與信號衰減，而MT-FA通過多芯并行傳輸技術(shù)，將光信號通道數(shù)從單路擴(kuò)展至8/12/24芯，配合45°全反射端面設(shè)計與低損耗MT插芯，實現(xiàn)了垂直方向上光信號的高效耦合。這種部署方式不僅縮短了層間信號傳輸路徑，更通過多通道并行傳輸將數(shù)據(jù)吞吐量提升至單通道的數(shù)倍。例如，在800G光模塊應(yīng)用中，MT-FA組件可同時承載16路50Gbps光信號，其插入損耗≤0.35dB、回波損耗≥60dB的特性，確保了三維芯片堆疊層間信號傳輸?shù)耐暾耘c穩(wěn)定性。此外，MT-FA的小型化設(shè)計（體積較傳統(tǒng)方案減少40%）使其能夠嵌入芯片封裝層，與TSV（硅通孔）互連形成光-電混合三維集成方案，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)級布線復(fù)雜度。

多芯MT-FA光組件作為三維光子互連技術(shù)的重要載體，通過精密的多芯光纖陣列設(shè)計，實現(xiàn)了光信號在微米級空間內(nèi)的高效并行傳輸。其重要優(yōu)勢在于將多根單模/多模光纖以陣列形式集成于MT插芯中，配合45°或8°~42.5°的定制化端面研磨工藝，形成全反射光路，使光信號在芯片間傳輸時的插入損耗可低至0.35dB，回波損耗超過60dB。這種設(shè)計不僅突破了傳統(tǒng)電子互連的帶寬瓶頸，更通過三維堆疊技術(shù)將光子器件與電子芯片直接集成，例如在800G/1.6T光模塊中，MT-FA組件可承載2304條并行光通道，單位面積數(shù)據(jù)密度達(dá)5.3Tb/s/mm2，相比銅線互連的能效提升超90%。其應(yīng)用場景已從數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展至AI訓(xùn)練集群，在400G/800G光模塊中，MT-FA通過保偏光纖陣列與硅光芯片的耦合，實現(xiàn)了80通道并行傳輸下的總帶寬800Gb/s，單比特能耗只50fJ，為高密度計算提供了低延遲、高可靠性的光互連解決方案。三維光子互連芯片?通過其獨(dú)特的三維架構(gòu)，?明顯提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿芏龋?為高速計算提供了基礎(chǔ)。

三維光子芯片的能效突破與算力擴(kuò)展需求，進(jìn)一步凸顯了多芯MT-FA的戰(zhàn)略價值。隨著AI訓(xùn)練集群規(guī)模突破百萬級GPU互聯(lián)，芯片間數(shù)據(jù)傳輸功耗已占系統(tǒng)總功耗的30%以上，傳統(tǒng)電互連方案面臨帶寬瓶頸與熱管理難題。多芯MT-FA通過光子-電子混合集成技術(shù)，將光信號傳輸能效提升至120fJ/bit以下，較銅纜互連降低85%。其高精度對準(zhǔn)工藝（對準(zhǔn)精度±1μm）確保多芯通道間損耗差異小于0.1dB，支持80通道并行傳輸時仍能維持誤碼率低于10?12。在三維架構(gòu)中，MT-FA可與微環(huán)調(diào)制器、鍺硅探測器等光子器件共封裝，形成光互連立交橋：發(fā)射端通過MT-FA將電信號轉(zhuǎn)換為多路光信號，經(jīng)垂直波導(dǎo)傳輸至接收端后，再由另一組MT-FA完成光-電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)芯片間800Gb/s級無阻塞通信。這種架構(gòu)使芯片間通信帶寬密度達(dá)到5.3Tbps/mm2，較二維方案提升10倍，同時通過減少長距離銅纜連接，將系統(tǒng)級功耗降低40%。隨著三維光子芯片向1.6T及以上速率演進(jìn)，多芯MT-FA的定制化能力（如保偏光纖陣列、角度可調(diào)端面）將成為突破物理層互連瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)路徑。三維光子互連芯片的技術(shù)進(jìn)步，有助于推動摩爾定律的延續(xù)，推動半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)發(fā)展。吉林多芯MT-FA光組件三維芯片互連標(biāo)準(zhǔn)

Lightmatter的L200系列采用冗余設(shè)計，確保光引擎的激光集成可靠性。山西三維光子互連芯片多芯MT-FA封裝技術(shù)

三維光子互連芯片的多芯MT-FA封裝技術(shù)，是光通信與半導(dǎo)體封裝交叉領(lǐng)域的前沿突破。該技術(shù)以多芯光纖陣列（MT-FA）為重要載體，通過三維集成工藝將光子器件與電子芯片垂直堆疊，構(gòu)建出高密度、低損耗的光電混合系統(tǒng)。MT-FA組件采用精密研磨工藝，將光纖端面加工成特定角度（如42.5°），利用全反射原理實現(xiàn)多路光信號的并行傳輸，其通道均勻性誤差控制在±0.5μm以內(nèi)，確保高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。與傳統(tǒng)二維封裝相比，三維結(jié)構(gòu)通過硅通孔（TSV）和微凸點(diǎn)技術(shù)實現(xiàn)垂直互連，將信號傳輸路徑縮短至微米級，寄生電容降低60%以上，使800G/1.6T光模塊的功耗減少30%。同時，多芯MT-FA的緊湊設(shè)計（體積較傳統(tǒng)方案縮小70%）適應(yīng)了光模塊集成度提升的趨勢，可在有限空間內(nèi)實現(xiàn)12通道甚至更高密度的光連接，滿足AI算力集群對海量數(shù)據(jù)實時處理的需求。山西三維光子互連芯片多芯MT-FA封裝技術(shù)