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-金屬復合材料,通過超精密磨削將芯間距誤差控制在±0.5μm以內,配合新型Hybrid353ND系列膠水實現UV固化定位與353ND環氧樹脂性能的雙重保障,有效解決了傳統工藝中因熱應力導致的通道偏移問題。在三維集成方面,該器件通過銅錫熱壓鍵合技術,在15μm間距上形成2304個微米級互連點,剪切強度達114.9MPa,同時將電容降低至10fF,使光子層與電子層的信號同步誤差小于2ps。這種結構不僅支持多波長復用傳輸,還能通過微盤調制器與鍺硅光電二極管的集成,實現單比特50fJ的較低能耗。實際應用中,多芯MT-FA已驗證可在4m單模光纖傳輸下保持誤碼率低于4×10?1?,其緊湊型設計(0.3mm2芯片面積)更適配CPO(共封裝光學)架構,為數據中心從100G向800G/1.6T演進提供了可量產的解決方案。隨著三維光子集成技術向全光互連架構發展,多芯MT-FA的光耦合效率與集成密度將持續優化,成為突破AI算力瓶頸的關鍵基礎設施。三維光子互連芯片的模塊化設計,便于后期功能擴展與技術升級維護。無錫三維光子互連多芯MT-FA光纖連接器

多芯MT-FA光組件在三維芯片架構中扮演著連接物理層與數據傳輸層的重要角色。三維芯片通過硅通孔(TSV)技術實現晶片垂直堆疊,將邏輯運算、存儲、傳感等異構功能模塊集成于單一封裝體內,但層間信號傳輸的帶寬與延遲問題始終制約其性能釋放。多芯MT-FA光組件憑借其高密度光纖陣列與精密研磨工藝,成為突破這一瓶頸的關鍵技術。其采用低損耗MT插芯與特定角度端面全反射設計,可在1.6T及以上速率的光模塊中實現多通道并行光信號傳輸,通道數可達24芯甚至更高。例如,在三維堆疊的HBM存儲器與AI加速卡互聯場景中,MT-FA組件通過緊湊的并行連接方案,將全局互連長度縮短2-3個數量級,使層間數據傳輸延遲降低50%以上,同時功耗減少30%。這種物理層的光互聯能力,與三維芯片的TSV電氣互連形成互補,構建起電-光-電混合傳輸架構,既利用了TSV在短距離內的低電阻優勢,又通過光信號的長距離、低損耗特性解決了層間跨芯片通信的瓶頸。廣州三維光子芯片用多芯MT-FA光接口為了支持更高速的數據通信協議,三維光子互連芯片需要集成先進的光子器件和調制技術。

該架構的突破性在于通過三維混合鍵合技術,將光子芯片與CMOS電子芯片的連接密度提升至每平方毫米2304個鍵合點,采用15μm間距的銅柱凸點陣列實現電-光-電信號的無縫轉換。在光子層,基于硅基微環諧振器的調制器通過垂直p-n結設計,使每伏特電壓產生75pm的諧振頻移,配合低電容(17fF)的鍺光電二極管,實現光信號到電信號的高效轉換;在電子層,級聯配置的高速晶體管與反相器跨阻放大器(TIA)協同工作,消除光電二極管電流的直流偏移,同時通過主動電感電路補償頻率限制。這種立體分層結構使系統在8Gb/s速率下保持誤碼率低于6×10??,且片上錯誤計數器顯示無錯誤傳輸。實際應用中,該架構已驗證在1.6T光模塊中支持200GPAM4信號傳輸,通過硅光封裝技術將組件尺寸縮小40%,功耗降低30%,滿足AI算力集群對高帶寬、低延遲的嚴苛需求。其多芯并行傳輸能力更使面板IO密度提升3倍以上,為下一代數據中心的光互連提供了可擴展的解決方案。
高性能多芯MT-FA光組件的三維集成技術,正成為突破光通信系統物理極限的重要解決方案。傳統平面封裝受限于二維空間布局,難以滿足800G/1.6T光模塊對高密度、低功耗的需求。而三維集成通過垂直堆疊多芯MT-FA陣列,結合硅基異質集成與低溫共燒陶瓷技術,可在單芯片內實現12通道及以上并行光路傳輸。這種立體架構不僅將光互連密度提升3倍以上,更通過縮短層間耦合距離,使光信號傳輸損耗降低至0.3dB以下。例如,采用42.5°全反射端面研磨工藝的MT-FA組件,配合3D波導耦合器,可實現光信號在三維空間的無縫切換,滿足AI算力集群對低時延、高可靠性的嚴苛要求。同時,三維集成中的光電融合設計,將光發射模塊與CMOS驅動電路直接堆疊,消除傳統2D封裝中的長距離互連,使系統功耗降低40%,為數據中心節能提供關鍵技術支撐。研發團隊持續優化三維光子互連芯片結構,降低信號損耗以適配更復雜場景。

在CPO(共封裝光學)架構中,三維集成多芯MT-FA通過板級高密度扇出連接,將光引擎與ASIC芯片的間距縮短至毫米級,明顯降低互連損耗與功耗。此外,該方案通過波分復用技術進一步擴展傳輸容量,如采用Z-block薄膜濾光片實現4波長合波,單根光纖傳輸容量提升至1.6Tbps。隨著AI大模型參數規模突破萬億級,數據中心對光互聯的帶寬密度與能效要求持續攀升,三維光子集成多芯MT-FA方案憑借其較低能耗、高集成度與可擴展性,將成為下一代光通信系統的標準配置,推動計算架構向光子-電子深度融合的方向演進。5G 基站建設加速,三維光子互連芯片為海量數據實時傳輸提供可靠支撐。無錫三維光子互連多芯MT-FA光纖連接器
三維光子互連芯片可以支持多種光學成像模式的集成,如熒光成像、拉曼成像、光學相干斷層成像等。無錫三維光子互連多芯MT-FA光纖連接器
該技術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,而粘接膠水需同時滿足光透過率、熱膨脹系數匹配以及耐85℃/85%RH高溫高濕測試的要求。實際應用中,三維耦合技術已成功應用于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%,布線復雜度降低60%,為數據中心的大規模部署提供了關鍵支撐。隨著CPO(共封裝光學)技術的興起,三維耦合技術將進一步向芯片級集成演進,通過將MT-FA與光引擎直接集成在硅基襯底上,實現光信號從光纖到芯片的零距離傳輸,推動光通信系統向更高速率、更低功耗的方向突破。無錫三維光子互連多芯MT-FA光纖連接器