三維芯片傳輸技術(shù)對多芯MT-FA的工藝精度提出了嚴(yán)苛要求，推動著光組件制造向亞微米級控制演進。在三維堆疊場景中，多芯MT-FA的V槽加工精度需達到±0.5μm，光纖端面角度偏差需控制在±0.5°以內(nèi)，以確保與TSV垂直通道的精確對準(zhǔn)。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，制造流程中引入了雙光束干涉測量與原子力顯微鏡（AFM）檢測技術(shù)，可實時修正研磨過程中的角度偏差。同時，針對三維堆疊產(chǎn)生的熱應(yīng)力問題，多芯MT-FA采用低熱膨脹系數(shù)（CTE）的玻璃基板與柔性粘接劑，使組件在-25℃至+70℃溫變范圍內(nèi)的通道偏移量小于0.1μm。在光信號耦合方面，三維傳輸架構(gòu)要求多芯MT-FA具備動態(tài)校準(zhǔn)能力，通過集成微機電系統(tǒng)（MEMS）傾斜鏡，可實時調(diào)整各通道的光軸對齊度。這種設(shè)計在相干光通信測試中表現(xiàn)出色，當(dāng)應(yīng)用于1.6T光模塊時，多芯MT-FA的通道均勻性（ChannelUniformity）優(yōu)于0.2dB，滿足AI集群對大規(guī)模并行傳輸?shù)姆€(wěn)定性需求。隨著三維集成技術(shù)的成熟，多芯MT-FA正從數(shù)據(jù)中心擴展至自動駕駛激光雷達、量子計算光互連等新興領(lǐng)域，成為突破摩爾定律限制的關(guān)鍵光子學(xué)解決方案。在數(shù)據(jù)中心和云計算領(lǐng)域，三維光子互連芯片將發(fā)揮重要作用，推動數(shù)據(jù)傳輸和處理能力的提升。新疆三維光子集成多芯MT-FA光收發(fā)模塊

高密度多芯MT-FA光組件的三維集成芯片技術(shù)，是光通信領(lǐng)域突破傳統(tǒng)物理限制的關(guān)鍵路徑。該技術(shù)通過將多芯光纖陣列（MT-FA）與三維集成工藝深度融合，在垂直方向上堆疊光路層、信號處理層及控制電路層，實現(xiàn)了光信號傳輸與電學(xué)功能的立體協(xié)同。以400G/800G光模塊為例，MT-FA組件通過42.5°精密研磨工藝形成端面全反射結(jié)構(gòu)，配合低損耗MT插芯與亞微米級V槽定位技術(shù)，使多芯光纖的通道間距公差控制在±0.5μm以內(nèi)，從而在單芯片內(nèi)集成12至24路并行光通道。這種設(shè)計不僅將傳統(tǒng)二維布局的布線密度提升3倍以上，更通過三維堆疊縮短了層間互連距離，使信號傳輸延遲降低40%，功耗減少25%。在AI算力集群中，該技術(shù)可支持單模塊800Gbps的傳輸速率，滿足大模型訓(xùn)練時每秒PB級數(shù)據(jù)交互的需求，同時其緊湊結(jié)構(gòu)使光模塊體積縮小60%，為數(shù)據(jù)中心高密度部署提供了物理基礎(chǔ)。新疆三維光子集成多芯MT-FA光收發(fā)模塊三維光子互連芯片與光模塊協(xié)同優(yōu)化，進一步降低整體系統(tǒng)的能耗水平。

三維光子互連技術(shù)與多芯MT-FA光纖連接的融合，正在重塑芯片級光通信的底層架構(gòu)。傳統(tǒng)電互連因電子遷移導(dǎo)致的信號衰減和熱損耗問題，在芯片制程逼近物理極限時愈發(fā)突出，而三維光子互連通過垂直堆疊的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，將光子器件與電子芯片直接集成，形成立體光子立交橋。這種設(shè)計不僅突破了二維平面布局的密度瓶頸，更通過微納加工技術(shù)實現(xiàn)光信號在三維空間的高效傳輸。例如，采用銅錫熱壓鍵合工藝的2304個互連點陣列，在15微米間距下實現(xiàn)了114.9兆帕的剪切強度與10飛法的較低電容，確保了光子與電子信號的無損轉(zhuǎn)換。多芯MT-FA光纖連接器作為關(guān)鍵接口，其42.5度端面研磨技術(shù)配合低損耗MT插芯，使單根光纖陣列可承載800Gbps的并行傳輸，通道均勻性誤差控制在±0.5微米以內(nèi)。這種設(shè)計在數(shù)據(jù)中心場景中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢：當(dāng)處理AI大模型訓(xùn)練產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)時，三維光子互連架構(gòu)可將芯片間通信帶寬提升至5.3Tbps/mm2，單比特能耗降低至50飛焦，較傳統(tǒng)銅互連方案能效提升80%以上。

基于多芯MT-FA的三維光子互連標(biāo)準(zhǔn)正成為推動高速光通信技術(shù)革新的重要規(guī)范。該標(biāo)準(zhǔn)聚焦于多芯光纖陣列（Multi-FiberTerminationFiberArray,MT-FA）與三維光子集成技術(shù)的深度融合，通過精密的光子器件布局與三維光波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，實現(xiàn)芯片間光信號的高效并行傳輸。多芯MT-FA作為關(guān)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(xiàn)光信號的全反射耦合，結(jié)合低損耗MT插芯將通道間距控制在0.25mm以內(nèi)，確保多路光信號在亞毫米級空間內(nèi)實現(xiàn)零串?dāng)_傳輸。其重要優(yōu)勢在于通過三維堆疊架構(gòu)突破傳統(tǒng)二維平面的密度限制，例如在800G光模塊中，80個光通信收發(fā)器可集成于0.3mm2芯片面積，單位面積數(shù)據(jù)密度達5.3Tb/s/mm2，較傳統(tǒng)方案提升一個數(shù)量級。該標(biāo)準(zhǔn)還定義了光子器件與電子芯片的垂直互連規(guī)范，通過銅錫熱壓鍵合技術(shù)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(xiàn)低功耗、高可靠的片上光電子集成。三維光子互連芯片突破傳統(tǒng)布線限制，為高密度數(shù)據(jù)傳輸提供全新技術(shù)路徑。

三維光子芯片多芯MT-FA光互連標(biāo)準(zhǔn)的制定，是光通信領(lǐng)域向超高速、高密度方向演進的關(guān)鍵技術(shù)支撐。隨著AI算力需求呈指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)中心對光模塊的傳輸速率、集成密度和能效比提出嚴(yán)苛要求。傳統(tǒng)二維光互連方案受限于平面布局，難以滿足多通道并行傳輸?shù)纳崤c信號完整性需求。三維光子芯片通過垂直堆疊電子芯片與光子層，結(jié)合微米級銅錫鍵合技術(shù)，在0.3mm2面積內(nèi)集成2304個互連點，實現(xiàn)800Gb/s的并行傳輸能力，單位面積數(shù)據(jù)密度達5.3Tb/s/mm2。其中，多芯MT-FA組件作為重要耦合器件，采用低損耗MT插芯與精密研磨工藝，確保400G/800G/1.6T光模塊中多路光信號的并行傳輸穩(wěn)定性。其端面全反射設(shè)計與通道均勻性控制技術(shù)，使插入損耗低于0.5dB，誤碼率優(yōu)于10?12，滿足AI訓(xùn)練場景下7×24小時高負載運行的可靠性要求。此外，三維架構(gòu)通過立體光子立交橋設(shè)計，將傳統(tǒng)單車道電子互連升級為多車道光互連，使芯片間通信能耗降低至50fJ/bit，較銅纜方案提升3個數(shù)量級，為T比特級算力集群提供了可量產(chǎn)的物理層解決方案。未來通信技術(shù)演進中，三維光子互連芯片將成為支撐 6G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵組件。湖南三維光子芯片多芯MT-FA光耦合設(shè)計

利?三維光子互連芯片?，?研究人員成功實現(xiàn)了超高速光信號傳輸，?為下一代通信網(wǎng)絡(luò)帶來了進步。新疆三維光子集成多芯MT-FA光收發(fā)模塊

多芯MT-FA光組件在三維芯片架構(gòu)中扮演著連接物理層與數(shù)據(jù)傳輸層的重要角色。三維芯片通過硅通孔（TSV）技術(shù)實現(xiàn)晶片垂直堆疊，將邏輯運算、存儲、傳感等異構(gòu)功能模塊集成于單一封裝體內(nèi)，但層間信號傳輸?shù)膸捙c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(guān)鍵技術(shù)。其采用低損耗MT插芯與特定角度端面全反射設(shè)計，可在1.6T及以上速率的光模塊中實現(xiàn)多通道并行光信號傳輸，通道數(shù)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(lián)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(shù)量級，使層間數(shù)據(jù)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(lián)能力，與三維芯片的TSV電氣互連形成互補，構(gòu)建起電-光-電混合傳輸架構(gòu)，既利用了TSV在短距離內(nèi)的低電阻優(yōu)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。新疆三維光子集成多芯MT-FA光收發(fā)模塊