在工藝實現層面,三維光子互連芯片的多芯MT-FA封裝需攻克多重技術挑戰。光纖陣列的制備涉及高精度V槽加工與紫外膠固化工藝,采用新型Hybrid353ND系列膠水可同時實現UV定位與結構粘接,簡化流程并降低應力。芯片堆疊環節,通過混合鍵合技術將光子芯片與CMOS驅動層直接鍵合,鍵合間距突破至10μm以下,較傳統焊料凸點提升5倍集成度。熱管理方面,針對三維堆疊的散熱難題,研發團隊開發了微流體冷卻通道與導熱硅中介層復合結構,使1.6T光模塊在滿負荷運行時的結溫控制在85℃以內,較空氣冷卻方案降溫效率提升40%。此外,為適配CPO(共封裝光學)架構,MT-FA組件的端面角度和通道間距可定制化調整,支持從100G到1.6T的全速率覆蓋,其低插損特性(單通道損耗<0.2dB)確保了光信號在超長距離傳輸中的完整性。隨著AI大模型參數規模突破萬億級,該技術有望成為下一代數據中心互聯的重要解決方案,推動光通信向光子集成+電子協同的異構計算范式演進。三維光子互連芯片的可靠性測試持續開展,確保滿足不同行業的應用標準。三維光子互連多芯MT-FA光纖適配器生產廠

三維光子芯片的研發正推動光互連技術向更高集成度與更低能耗方向突破。傳統光通信系統依賴鏡片、晶體等分立器件實現光路調控,而三維光子芯片通過飛秒激光加工技術在微納米尺度構建復雜波導結構,將光信號產生、復用與交換功能集成于單一芯片。例如,基于軌道角動量(OAM)模式的三維光子芯片,可在芯片內部實現多路信號的空分復用(SDM),通過溝槽波導設計完成OAM模式的產生、解復用及交換。實驗數據顯示,該芯片輸出的OAM模式相位純度超過92%,且偏振態穩定性優異,雙折射效應極低。這種設計不僅突破了傳統復用方式(如波長、偏振)的容量限制,更通過片上集成大幅降低了系統復雜度與功耗。在芯片間光互連場景中,三維光子芯片與單模光纖耦合后,可實現兩路OAM模式復用傳輸,串擾低于-14.1dB,光信噪比(OSNR)代價在誤碼率3.8×10?3時分別小于1.3dB和3.5dB,驗證了其作為下一代光互連重要器件的潛力。鄭州多芯MT-FA光組件支持的三維光子互連未來通信技術演進中,三維光子互連芯片將成為支撐 6G 網絡發展的關鍵組件。

基于多芯MT-FA的三維光子互連標準正成為推動高速光通信技術革新的重要規范。該標準聚焦于多芯光纖陣列(Multi-FiberTerminationFiberArray,MT-FA)與三維光子集成技術的深度融合,通過精密的光子器件布局與三維光波導網絡設計,實現芯片間光信號的高效并行傳輸。多芯MT-FA作為關鍵組件,采用V形槽基板固定多根單模或多模光纖,通過42.5°端面研磨實現光信號的全反射耦合,結合低損耗MT插芯將通道間距控制在0.25mm以內,確保多路光信號在亞毫米級空間內實現零串擾傳輸。其重要優勢在于通過三維堆疊架構突破傳統二維平面的密度限制,例如在800G光模塊中,80個光通信收發器可集成于0.3mm2芯片面積,單位面積數據密度達5.3Tb/s/mm2,較傳統方案提升一個數量級。該標準還定義了光子器件與電子芯片的垂直互連規范,通過銅錫熱壓鍵合技術形成15μm間距的2304個互連點,既保證114.9MPa的機械強度,又將電容降至10fF,實現低功耗、高可靠的片上光電子集成。
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。Lightmatter的M1000芯片,通過256根光纖接口突破傳統CPO限制。

高性能多芯MT-FA光組件的三維集成方案通過突破傳統二維平面布局的物理限制,實現了光信號傳輸密度與系統可靠性的雙重提升。該方案以多芯光纖陣列(Multi-FiberTerminationFiberArray)為重要載體,通過精密研磨工藝將光纖端面加工成特定角度,結合低損耗MT插芯實現端面全反射,使多路光信號在毫米級空間內完成并行傳輸。與傳統二維布局相比,三維集成技術通過層間耦合器將不同波導層的光信號進行垂直互聯,例如采用倏逝波耦合器或3D波導耦合器實現層間光場的高效轉換,明顯提升了單位面積內的通道數量。實驗數據顯示,采用三維堆疊技術的MT-FA組件可在800G光模塊中實現12通道并行傳輸,通道間距壓縮至0.25mm,較傳統方案提升40%的集成度。同時,通過飛秒激光直寫技術對玻璃基板進行三維微納加工,可精確控制V槽(V-Groove)的深度與角度公差,確保多芯光纖的定位精度優于±0.5μm,從而降低插入損耗至0.2dB以下,滿足AI算力集群對長距離、高負荷數據傳輸的穩定性要求。三維光子互連芯片的主要在于其獨特的三維光波導結構。三維光子互連多芯MT-FA光纖適配器生產廠
三維光子互連芯片的波分復用技術,實現單光纖多波長并行傳輸。三維光子互連多芯MT-FA光纖適配器生產廠
在光電融合層面,高性能多芯MT-FA的三維集成方案通過異構集成技術將光學無源器件與有源芯片深度融合,構建了高密度、低功耗的光互連系統。例如,將光纖陣列與隔離器、透鏡陣列(LensArray)進行一體化封裝,利用UV膠與353ND系列混合膠水實現結構粘接與光學定位,既簡化了光模塊的耦合工序,又通過隔離器的單向傳輸特性抑制了光反射噪聲,使信號誤碼率降低至10^-12以下。針對硅光子集成場景,模場直徑轉換(MFD)FA組件通過拼接超高數值孔徑單模光纖與標準單模光纖,實現了模場從3.2μm到9μm的無損過渡,配合三維集成工藝將波導層厚度控制在200μm以內,使光耦合效率提升至95%。此外,該方案支持定制化設計,可根據客戶需求調整端面角度、通道數量及波長范圍,例如在相干光通信系統中,保偏型MT-FA通過V槽固定保偏光纖帶,維持光波偏振態的穩定性,結合AWG(陣列波導光柵)實現4通道CWDM4信號的復用與解復用,單根光纖傳輸容量可達1.6Tbps。這種高度靈活的三維集成架構,為數據中心、超級計算機等場景提供了從100G到1.6T速率的全系列光互連解決方案。三維光子互連多芯MT-FA光纖適配器生產廠