多芯MT-FA光接口的技術(shù)突破集中于材料工藝與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,其重要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在高精度制造與定制化適配能力。制造端采用超快激光加工技術(shù),通過(guò)飛秒級(jí)脈沖對(duì)光纖端面進(jìn)行非熱熔加工,使端面粗糙度降至0.1μm以下,消除傳統(tǒng)機(jī)械研磨產(chǎn)生的亞表面損傷,從而將通道間串?dāng)_抑制在-40dB以下。結(jié)構(gòu)上,支持0°至45°多角度端面定制,可匹配不同波導(dǎo)曲率的芯片設(shè)計(jì),例如在三維光子集成芯片中,通過(guò)45°斜端面實(shí)現(xiàn)層間光路的90°轉(zhuǎn)折,減少反射損耗。同時(shí),組件兼容單模與多模光纖,波長(zhǎng)范圍覆蓋850nm至1650nm,支持從100G到1.6T的傳輸速率升級(jí)。在可靠性方面,經(jīng)過(guò)200次插拔測(cè)試后,插損變化量小于0.1dB,工作溫度范圍擴(kuò)展至-25℃至+70℃,可適應(yīng)數(shù)據(jù)中心、高性能計(jì)算等復(fù)雜環(huán)境。隨著三維光子芯片向更高集成度演進(jìn),多芯MT-FA光接口的通道數(shù)預(yù)計(jì)將在2026年突破256通道,成為構(gòu)建光速高架橋式芯片互連網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。新型散熱技術(shù)應(yīng)用,有效解決三維光子互連芯片長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的發(fā)熱問(wèn)題。內(nèi)蒙古多芯MT-FA光纖陣列與三維光子互連

從技術(shù)實(shí)現(xiàn)層面看,三維光子芯片與多芯MT-FA的協(xié)同設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)二維平面的限制。三維光子芯片通過(guò)硅基光電子學(xué)技術(shù),在芯片內(nèi)部構(gòu)建多層光波導(dǎo)網(wǎng)絡(luò),結(jié)合微環(huán)諧振器、馬赫-曾德爾干涉儀等結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的調(diào)制、濾波與路由。而多芯MT-FA組件則通過(guò)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(dǎo)精確對(duì)準(zhǔn),形成芯片-光纖-芯片的無(wú)縫連接。這種方案不僅降低了系統(tǒng)布線復(fù)雜度,更通過(guò)減少電光轉(zhuǎn)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(shè)計(jì),可使單模塊功耗較傳統(tǒng)方案降低30%以上,同時(shí)支持CXP、CDFP等多種高速接口標(biāo)準(zhǔn),適配以太網(wǎng)、Infiniband等多元網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。隨著硅光集成技術(shù)的成熟,該方案在模場(chǎng)轉(zhuǎn)換、保偏傳輸?shù)葓?chǎng)景下的應(yīng)用潛力進(jìn)一步釋放,為下一代數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算機(jī)及6G通信網(wǎng)絡(luò)提供了高性能、低成本的解決方案。濟(jì)南基于多芯MT-FA的三維光子互連系統(tǒng)三維光子互連芯片的可靠性測(cè)試持續(xù)開展,確保滿足不同行業(yè)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

三維光子互連芯片支持更高密度的數(shù)據(jù)集成,為信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了廣闊的應(yīng)用前景。在數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算領(lǐng)域,三維光子互連芯片能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理,提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效率和可靠性。在高速光通信領(lǐng)域,三維光子互連芯片可以支持更遠(yuǎn)距離、更高容量的光信號(hào)傳輸,滿足未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的需求。此外,三維光子互連芯片還可以應(yīng)用于光計(jì)算和光存儲(chǔ)領(lǐng)域。在光計(jì)算方面,三維光子互連芯片能夠支持大規(guī)模并行計(jì)算,提高計(jì)算速度和效率;在光存儲(chǔ)方面,三維光子互連芯片可以實(shí)現(xiàn)高密度、高速率的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索。
三維光子集成多芯MT-FA光耦合方案是應(yīng)對(duì)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(kuò)展受限等挑戰(zhàn)。三維集成技術(shù)通過(guò)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(shí)現(xiàn)了光信號(hào)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(jì),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(gè)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(guò)硅通孔(TSV)或銅柱凸點(diǎn)技術(shù),與CMOS電子芯片進(jìn)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光子傳輸不受傳統(tǒng)金屬互連的帶寬限制,為數(shù)據(jù)傳輸速度的提升打開了新的空間。

多芯MT-FA光組件的三維光子耦合方案是突破高速光通信系統(tǒng)帶寬瓶頸的重要技術(shù),其重要在于通過(guò)三維空間光路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多芯光纖與光芯片的高效耦合。傳統(tǒng)二維平面耦合受限于光芯片表面平整度與光纖陣列排布精度,導(dǎo)致耦合損耗隨通道數(shù)增加呈指數(shù)級(jí)上升。而三維耦合方案通過(guò)在垂直于光芯片平面的方向引入微型反射鏡陣列或棱鏡結(jié)構(gòu),將水平傳輸?shù)墓饽J睫D(zhuǎn)換為垂直方向耦合,使多芯光纖的纖芯與光芯片波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、低損耗的垂直對(duì)接。例如,采用5個(gè)三維微型反射鏡組成的聚合物陣列,通過(guò)激光直寫技術(shù)精確控制反射鏡的曲面形貌與空間排布,可實(shí)現(xiàn)各通道平均耦合損耗低于4dB,工作波長(zhǎng)帶寬超過(guò)100納米,且兼容CMOS工藝與波分復(fù)用技術(shù)。這種設(shè)計(jì)不僅解決了高密度通道間的串?dāng)_問(wèn)題,還通過(guò)三維堆疊結(jié)構(gòu)將光模塊體積縮小40%以上,為800G/1.6T光模塊的小型化提供了關(guān)鍵支撐。利?三維光子互連芯片?,?研究人員成功實(shí)現(xiàn)了超高速光信號(hào)傳輸,?為下一代通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了進(jìn)步。呼和浩特高性能多芯MT-FA光組件三維集成方案
高清視頻直播領(lǐng)域,三維光子互連芯片保障超大規(guī)模用戶訪問(wèn)的流暢體驗(yàn)。內(nèi)蒙古多芯MT-FA光纖陣列與三維光子互連
高密度多芯MT-FA光組件的三維集成方案,是應(yīng)對(duì)AI算力爆發(fā)式增長(zhǎng)背景下光通信系統(tǒng)升級(jí)需求的重要技術(shù)路徑。該方案通過(guò)將多芯光纖陣列(MT-FA)與三維集成技術(shù)深度融合,突破了傳統(tǒng)二維平面集成的空間限制,實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)傳輸密度與系統(tǒng)集成度的雙重提升。具體而言,MT-FA組件通過(guò)精密研磨工藝將光纖陣列端面加工為特定角度(如42.5°),結(jié)合低損耗MT插芯與V槽基板技術(shù),形成多通道并行光路耦合結(jié)構(gòu)。在三維集成層面,該方案采用層間耦合器技術(shù),將不同波導(dǎo)層的MT-FA陣列通過(guò)倏逝波耦合、光柵耦合或3D波導(dǎo)耦合方式垂直堆疊,構(gòu)建出立體化光傳輸網(wǎng)絡(luò)。例如,在800G/1.6T光模塊中,三維集成的MT-FA陣列可將16個(gè)光通道壓縮至傳統(tǒng)方案1/3的體積內(nèi),同時(shí)通過(guò)優(yōu)化層間耦合效率,使插入損耗降低至0.2dB以下,滿足AI訓(xùn)練集群對(duì)低時(shí)延、高可靠性的嚴(yán)苛要求。內(nèi)蒙古多芯MT-FA光纖陣列與三維光子互連