多芯MT-FA光連接器在三維光子互連體系中的技術突破,集中體現在高密度集成與低損耗傳輸的平衡上。針對芯片內部毫米級空間限制,該器件采用空芯光纖與少模光纖的混合設計,通過模分復用技術將單纖傳輸容量提升至400Gbps。其重要創新在于三維波導結構的制造工藝:利用深紫外光刻在硅基底上刻蝕出垂直通孔,通過化學機械拋光(CMP)實現波導側壁粗糙度低于1nm,再采用原子層沉積(ALD)技術包覆氧化鋁薄膜以降低傳輸損耗。在光耦合方面,多芯MT-FA集成微透鏡陣列與保偏光子晶體光纖,通過自適應對準算法將耦合損耗控制在0.2dB以下。實際應用中,該器件支持CPO/LPO架構的800G光模塊,在40℃高溫環境下連續運行1000小時后,誤碼率仍維持在10?12量級。這種性能突破使得數據中心交換機端口密度從12.8T提升至51.2T,同時將光模塊功耗占比從28%降至14%,為構建綠色AI基礎設施提供了技術路徑。Lightmatter的L200X芯片,采用3D集成技術放置I/O于芯片任意位置。沈陽高性能多芯MT-FA光組件三維集成方案

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。三維光子芯片用多芯MT-FA光連接器制造商相較于傳統二維光子芯片?三維光子互連芯片?能夠在更小的空間內集成更多光子器件。

多芯MT-FA光接口作為高速光模塊的關鍵組件,正與三維光子芯片形成技術協同效應。MT-FA通過精密研磨工藝將光纖陣列端面加工為特定角度(如8°、42.5°),結合低損耗MT插芯實現多路光信號的并行傳輸。在400G/800G/1.6T光模塊中,MT-FA的通道均勻性(插入損耗≤0.5dB)與高回波損耗(≥50dB)特性,可確保光信號在高速傳輸中的穩定性,尤其適用于AI算力集群對數據傳輸低時延、高可靠性的需求。其緊湊結構設計(如128通道MT-FA尺寸可壓縮至15×22×2mm)與定制化能力(支持端面角度、通道數量調整),進一步適配了三維光子芯片對高密度光接口的需求。例如,在CPO(共封裝光學)架構中,MT-FA可作為光引擎與芯片的橋梁,通過多芯并行連接降低布線復雜度,同時其低插損特性可彌補硅光集成過程中的耦合損耗。隨著1.6T光模塊市場規模預計在2027年突破12億美元,MT-FA與三維光子芯片的融合將加速光通信系統向芯片級光互連演進,為數據中心、6G通信及智能遙感等領域提供重要支撐。
三維光子芯片多芯MT-FA光連接標準的制定,是光通信技術向高密度、低損耗方向演進的重要支撐。隨著數據中心單模塊速率從800G向1.6T跨越,傳統二維平面封裝已無法滿足硅光芯片與光纖陣列的耦合需求。三維結構通過垂直堆疊技術,將多芯MT-FA(Multi-FiberArray)的通道數從12芯提升至48芯甚至更高,同時利用硅基波導的立體折射特性,實現模場直徑(MFD)的精確匹配。例如,采用超高數值孔徑(UHNA)光纖與標準單模光纖的拼接工藝,可將模場從3.2μm轉換至9μm,插損控制在0.2dB以下。這種三維集成方案不僅縮小了光模塊體積,更通過V槽基板的亞微米級精度(±0.3μm公差),確保多芯并行傳輸時的通道均勻性,滿足AI算力集群對長時間高負載數據傳輸的穩定性要求。此外,三維結構還兼容共封裝光學(CPO)架構,通過將MT-FA直接嵌入光引擎內部,減少外部連接損耗,為未來3.2T光模塊的研發奠定物理層基礎。三維光子互連芯片與光模塊協同優化,進一步降低整體系統的能耗水平。

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域向高密度、低功耗方向發展的關鍵技術突破。該方案通過將多芯光纖陣列(MT)與扇出型光電器件(FA)進行三維立體集成,實現了光信號在芯片級的高效耦合與路由。傳統二維平面集成方式受限于芯片面積和端口密度,而三維結構通過垂直堆疊和層間互連技術,可將光端口密度提升數倍,同時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與封裝工藝,需采用亞微米級定位技術確保光纖芯與光電器件波導的精確對接,并通過低應力封裝材料實現熱膨脹系數的匹配,避免因溫度變化導致的性能退化。此外,該方案支持多波長并行傳輸,可兼容CWDM/DWDM系統,為數據中心、超算中心等高帶寬場景提供每通道40Gbps以上的傳輸能力,明顯提升系統整體能效比。三維光子互連芯片的高集成度,為芯片的定制化設計提供了更多可能性。江蘇三維光子互連芯片供應報價
航天航空領域,三維光子互連芯片以高可靠性適應極端空間環境要求。沈陽高性能多芯MT-FA光組件三維集成方案
三維光子集成技術為多芯MT-FA光收發組件的性能突破提供了關鍵路徑。傳統二維平面集成受限于光子與電子元件的橫向排列密度,導致通道數量和能效難以兼顧。而三維集成通過垂直堆疊光子芯片與CMOS電子芯片,結合銅柱凸點高密度鍵合工藝,實現了80個光子通道在0.15mm2面積內的密集集成。這種結構使發射器單元的電光轉換能耗降至50fJ/bit,接收器單元的光電轉換能耗只70fJ/bit,較早期二維系統降低超80%。多芯MT-FA組件作為三維集成中的重要光學接口,其42.5°精密研磨端面與低損耗MT插芯的組合,確保了多路光信號在垂直方向上的高效耦合。通過將透鏡陣列直接貼合于FA端面,光信號可精確匯聚至光電探測器陣列,既簡化了封裝流程,又將耦合損耗控制在0.2dB以下。實驗數據顯示,采用三維集成的800G光模塊在持續運行中,MT-FA組件的通道均勻性波動小于0.1dB,滿足了AI算力集群對長期穩定傳輸的嚴苛要求。沈陽高性能多芯MT-FA光組件三維集成方案