沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器

三維光子互連標準對多芯MT-FA的性能指標提出了嚴苛要求，涵蓋從材料選擇到制造工藝的全鏈條規(guī)范。在光波導設(shè)計層面，標準規(guī)定采用漸變折射率超材料結(jié)構(gòu)支持高階模式復用，例如16通道硅基模分復用芯片通過漸變波導實現(xiàn)信道間串擾低于-10.3dB，單波長單偏振傳輸速率達2.162Tbit/s。針對多芯MT-FA的封裝工藝，標準明確要求使用UV膠定位與353ND環(huán)氧膠復合的混合粘接技術(shù)，在V槽平臺區(qū)涂抹保護膠后進行端面拋光，確保多芯光纖的Pitch公差控制在±0.5μm以內(nèi)。在信號傳輸特性方面，標準定義了光混沌保密通信的集成規(guī)范，通過混沌激光器生成非周期性光信號，結(jié)合LDPC信道編碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密，使攻擊者解開復雜度提升10^15量級。此外，標準還規(guī)定了三維光子芯片的測試方法，包括光學頻譜分析、矢量網(wǎng)絡(luò)分析及誤碼率測試等多維度驗證流程，確保芯片在4m單模光纖傳輸中誤碼率低于4×10^-10。這些技術(shù)規(guī)范的實施，為AI訓練集群、超級計算機等高密度計算場景提供了可量產(chǎn)的解決方案，推動光通信技術(shù)向T比特級帶寬密度邁進。三維光子互連芯片的光子傳輸技術(shù)，還具備高度的靈活性，能夠適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器

在工藝實現(xiàn)層面，三維光子互連芯片的多芯MT-FA封裝需攻克多重技術(shù)挑戰(zhàn)。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(xiàn)UV定位與結(jié)構(gòu)粘接，簡化流程并降低應(yīng)力。芯片堆疊環(huán)節(jié)，通過混合鍵合技術(shù)將光子芯片與CMOS驅(qū)動層直接鍵合，鍵合間距突破至10μm以下，較傳統(tǒng)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(fā)團隊開發(fā)了微流體冷卻通道與導熱硅中介層復合結(jié)構(gòu)，使1.6T光模塊在滿負荷運行時的結(jié)溫控制在85℃以內(nèi)，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(gòu)，MT-FA組件的端面角度和通道間距可定制化調(diào)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(shù)規(guī)模突破萬億級，該技術(shù)有望成為下一代數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的重要解決方案，推動光通信向光子集成+電子協(xié)同的異構(gòu)計算范式演進。沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器在數(shù)據(jù)中心中，三維光子互連芯片能夠有效提升服務(wù)器之間的互聯(lián)效率。

從工藝實現(xiàn)層面看，多芯MT-FA光組件的三維耦合技術(shù)涉及多學科交叉的精密制造流程。首先，光纖陣列的制備需通過V-Groove基片實現(xiàn)光纖的等間距排列，并采用UV膠水或混合膠水進行固定，確保通道間距誤差小于0.5μm。隨后，利用高精度運動平臺將研磨后的MT-FA組件與光芯片進行垂直對準，這一過程需依賴亞微米級的光學對準系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測耦合效率動態(tài)調(diào)整位置。在封裝環(huán)節(jié)，三維耦合技術(shù)采用非氣密性或氣密性封裝方案，前者通過點膠固化實現(xiàn)機械固定，后者則需在氮氣環(huán)境中完成焊接，以防止水汽侵入導致的性能衰減。

三維光子集成多芯MT-FA光耦合方案是應(yīng)對下一代數(shù)據(jù)中心與AI算力網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸的重要技術(shù)突破。隨著800G/1.6T光模塊的規(guī)?；渴?，傳統(tǒng)二維平面光互聯(lián)面臨空間利用率低、耦合損耗大、密度擴展受限等挑戰(zhàn)。三維集成技術(shù)通過垂直堆疊光子層與電子層，結(jié)合多芯光纖陣列（MT-FA）的并行傳輸特性，實現(xiàn)了光信號在三維空間的高效耦合。具體而言，MT-FA組件采用42.5°端面全反射設(shè)計，配合低損耗MT插芯與高精度V槽基板，將多芯光纖的間距壓縮至127μm甚至更小，使得單個組件可支持12芯、24芯乃至更高密度的并行光傳輸。在三維架構(gòu)中，這些多芯MT-FA通過硅通孔（TSV）或銅柱凸點技術(shù)，與CMOS電子芯片進行垂直互連，形成光子-電子混合集成系統(tǒng)。三維光子互連芯片的毛細管力對準技術(shù)，利用表面張力實現(xiàn)自組裝。

基于多芯MT-FA的三維光子互連方案，通過將多纖終端光纖陣列（MT-FA）與三維集成技術(shù)深度融合，為光通信系統(tǒng)提供了高密度、低損耗的并行傳輸解決方案。MT-FA組件采用精密研磨工藝，將光纖陣列端面加工為特定角度（如42.5°），配合低損耗MT插芯與高精度V型槽基板，可實現(xiàn)多通道光信號的緊湊并行連接。在三維光子互連架構(gòu)中，MT-FA不僅承擔光信號的垂直耦合與水平分配功能，還通過其高通道均勻性（V槽間距公差±0.5μm）確保多路光信號傳輸?shù)囊恢滦?，滿足AI算力集群對數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與穩(wěn)定性的嚴苛要求。例如，在400G/800G光模塊中，MT-FA可通過12芯或24芯并行傳輸，將單通道速率提升至33Gbps以上，同時通過三維堆疊設(shè)計減少模塊體積，適應(yīng)數(shù)據(jù)中心對設(shè)備緊湊性的需求。此外，MT-FA的高可靠性特性（如耐受85℃/85%RH環(huán)境測試）可降低光模塊在長時間高負荷運行中的維護成本，其高集成度特性還能在系統(tǒng)層面優(yōu)化布線復雜度，為大規(guī)模AI訓練提供高效、穩(wěn)定的光互連支撐。三維光子互連芯片是一種集成了光子器件與電子器件的先進芯片技術(shù)。沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器

三維光子互連芯片的垂直堆疊設(shè)計，為芯片內(nèi)部的熱量管理提供了更大的空間。沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器

三維芯片傳輸技術(shù)對多芯MT-FA的工藝精度提出了嚴苛要求，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。為實現(xiàn)這一目標，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)鍵光子學解決方案。沈陽三維光子互連多芯MT-FA光連接器