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(xiàn)電-光-電信號的無縫轉換。在光子層,基于硅基微環(huán)諧振器的調(diào)制器通過垂直p-n結設計,使每伏特電壓產(chǎn)生75pm的諧振頻移,配合低電容(17fF)的鍺光電二極管,實現(xiàn)光信號到電信號的高效轉換;在電子層,級聯(lián)配置的高速晶體管與反相器跨阻放大器(TIA)協(xié)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(tǒng)在8Gb/s速率下保持誤碼率低于6×10??,且片上錯誤計數(shù)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(shù)據(jù)中心的光互連提供了可擴展的解決方案。相比傳統(tǒng)的二維光子芯片,三維光子互連芯片具有更高的集成度、更靈活的設計空間以及更低的信號損耗。浙江光互連三維光子互連芯片經(jīng)銷商

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(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(shù)據(jù)中心的大規(guī)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(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。三維光子互連芯片供應報價利用三維光子互連芯片,可以明顯降低云計算中心的能耗,推動綠色計算的發(fā)展。

從技術實現(xiàn)路徑看,三維光子集成多芯MT-FA方案的重要創(chuàng)新在于光子-電子協(xié)同設計與制造工藝的突破。光子層采用硅基光電子平臺,集成基于微環(huán)諧振器的調(diào)制器、鍺光電二極管等器件,實現(xiàn)電-光轉換效率的優(yōu)化;電子層則通過5nm以下先進CMOS工藝,構建低電壓驅動電路,如發(fā)射器驅動電路采用1V電源電壓與級聯(lián)高速晶體管設計,防止擊穿的同時降低開關延遲。多芯MT-FA的制造涉及高精度光纖陣列組裝技術,包括V槽紫外膠粘接、端面拋光與角度控制等環(huán)節(jié),其中V槽pitch公差需控制在±0.5μm以內(nèi),以確保多芯光纖的同步耦合。在實際部署中,該方案可適配QSFP-DD、OSFP等高速光模塊形態(tài),支持從400G到1.6T的傳輸速率升級。
從技術實現(xiàn)層面看,三維光子芯片與多芯MT-FA的協(xié)同設計突破了傳統(tǒng)二維平面的限制。三維光子芯片通過硅基光電子學技術,在芯片內(nèi)部構建多層光波導網(wǎng)絡,結合微環(huán)諧振器、馬赫-曾德爾干涉儀等結構,實現(xiàn)光信號的調(diào)制、濾波與路由。而多芯MT-FA組件則通過高精度V槽基板與定制化端面角度,將外部光纖陣列與芯片光波導精確對準,形成芯片-光纖-芯片的無縫連接。這種方案不僅降低了系統(tǒng)布線復雜度,更通過減少電光轉換次數(shù)明顯降低了功耗。以1.6T光模塊為例,采用三維光子芯片與多芯MT-FA的組合設計,可使單模塊功耗較傳統(tǒng)方案降低30%以上,同時支持CXP、CDFP等多種高速接口標準,適配以太網(wǎng)、Infiniband等多元網(wǎng)絡協(xié)議。隨著硅光集成技術的成熟,該方案在模場轉換、保偏傳輸?shù)葓鼍跋碌膽脻摿M一步釋放,為下一代數(shù)據(jù)中心、超級計算機及6G通信網(wǎng)絡提供了高性能、低成本的解決方案。三維光子互連芯片的激光誘導濕法刻蝕技術,提升TGV側壁垂直度。

三維光子集成多芯MT-FA光傳輸組件作為下一代高速光通信的重要器件,正通過微納光學與硅基集成的深度融合,重新定義數(shù)據(jù)中心與AI算力集群的光互連架構。其重要技術突破體現(xiàn)在三維堆疊結構與多芯光纖陣列的協(xié)同設計上——通過在硅基晶圓表面沉積多層高精度V槽陣列,結合垂直光柵耦合器與42.5°端面全反射鏡,實現(xiàn)了12通道及以上并行光路的立體化集成。這種設計不僅將傳統(tǒng)二維平面布局的通道密度提升至每平方毫米8-12芯,更通過三維光路折疊技術將光信號傳輸路徑縮短30%,明顯降低了800G/1.6T光模塊內(nèi)部的串擾與損耗。實驗數(shù)據(jù)顯示,采用該技術的多芯MT-FA組件在400G速率下插入損耗可控制在0.2dB以內(nèi),回波損耗優(yōu)于-55dB,且在85℃高溫環(huán)境中連續(xù)運行1000小時后,通道間功率偏差仍小于0.5dB,充分滿足AI訓練集群對光鏈路長期穩(wěn)定性的嚴苛要求。研究發(fā)現(xiàn),三維光子互連芯片在高頻信號傳輸方面較傳統(tǒng)芯片更具優(yōu)勢。浙江3D PIC供貨公司
行業(yè)標準制定工作推進,為三維光子互連芯片的規(guī)范化應用提供保障。浙江光互連三維光子互連芯片經(jīng)銷商
三維光子互連方案的重要優(yōu)勢在于通過立體光波導網(wǎng)絡實現(xiàn)光信號的三維空間傳輸,突破傳統(tǒng)二維平面的物理限制。多芯MT-FA在此架構中作為關鍵接口,通過垂直耦合器將不同層的光子器件(如調(diào)制器、濾波器、光電探測器)連接,形成三維光互連網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡可根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需求動態(tài)調(diào)整光路徑,減少信號反射與散射損耗,同時通過波分復用、時分復用及偏振復用技術,進一步提升傳輸帶寬與安全性。例如,在AI集群的光互連場景中,MT-FA可支持80通道并行傳輸,單通道速率達10Gbps,總帶寬密度達5.3Tb/s/mm2,單位面積數(shù)據(jù)傳輸能力較傳統(tǒng)方案提升一個數(shù)量級。此外,三維光子互連通過光子器件的垂直堆疊設計,明顯縮短光信號傳輸距離,降低傳輸延遲(接近光速),并減少電子互連產(chǎn)生的熱量,使系統(tǒng)功耗降低30%以上。這種高密度、低延遲、低功耗的特性,使基于多芯MT-FA的三維光子互連方案成為AI計算、高性能計算及6G通信等領域突破內(nèi)存墻速度墻的關鍵技術,為未來全光計算架構的規(guī)模化應用奠定了物理基礎。浙江光互連三維光子互連芯片經(jīng)銷商