在CPO（共封裝光學(xué)）架構(gòu)中，三維集成多芯MT-FA通過板級高密度扇出連接，將光引擎與ASIC芯片的間距縮短至毫米級，明顯降低互連損耗與功耗。此外，該方案通過波分復(fù)用技術(shù)進一步擴展傳輸容量，如采用Z-block薄膜濾光片實現(xiàn)4波長合波，單根光纖傳輸容量提升至1.6Tbps。隨著AI大模型參數(shù)規(guī)模突破萬億級，數(shù)據(jù)中心對光互聯(lián)的帶寬密度與能效要求持續(xù)攀升，三維光子集成多芯MT-FA方案憑借其較低能耗、高集成度與可擴展性，將成為下一代光通信系統(tǒng)的標準配置，推動計算架構(gòu)向光子-電子深度融合的方向演進。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。貴州基于多芯MT-FA的三維光子互連方案

高密度多芯MT-FA光組件的三維集成方案，是應(yīng)對AI算力爆發(fā)式增長背景下光通信系統(tǒng)升級需求的重要技術(shù)路徑。該方案通過將多芯光纖陣列（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，實現(xiàn)了光信號傳輸密度與系統(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個光通道壓縮至傳統(tǒng)方案1/3的體積內(nèi)，同時通過優(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)練集群對低時延、高可靠性的嚴苛要求。南寧基于多芯MT-FA的三維光子互連方案研究機構(gòu)發(fā)布報告，預(yù)測未來五年三維光子互連芯片市場規(guī)模將快速增長。

在三維感知與成像系統(tǒng)中，多芯MT-FA光組件的創(chuàng)新應(yīng)用正在突破傳統(tǒng)技術(shù)的物理限制。基于多芯光纖的空間形狀感知技術(shù)，通過外層螺旋光柵光纖檢測曲率與撓率，結(jié)合中心單獨光纖的溫度補償，可實時重建內(nèi)窺鏡或工業(yè)探頭的三維空間軌跡，精度達到0.1mm級。這種技術(shù)已應(yīng)用于醫(yī)療內(nèi)窺鏡領(lǐng)域，使傳統(tǒng)二維成像升級為三維動態(tài)建模，醫(yī)生可通過旋轉(zhuǎn)多芯MT-FA傳輸?shù)南辔恍畔ⅲ谑中g(shù)中直觀觀察部位組織的立體結(jié)構(gòu)。更值得關(guān)注的是，該組件與計算成像技術(shù)的融合催生了新型三維成像裝置：發(fā)射光纖束傳輸結(jié)構(gòu)光，接收光纖束采集衍射圖像，通過迭代算法直接恢復(fù)目標相位，實現(xiàn)無機械掃描的三維重建。在工業(yè)檢測場景中，這種方案可使汽車零部件的三維掃描速度從分鐘級提升至秒級，同時將設(shè)備體積縮小至傳統(tǒng)激光掃描儀的1/5。隨著800G光模塊技術(shù)的成熟，多芯MT-FA的通道密度正從24芯向48芯演進，未來或?qū)⒃谌@示、量子通信等前沿領(lǐng)域構(gòu)建更高效的三維光互連網(wǎng)絡(luò)。

三維光子芯片多芯MT-FA光傳輸架構(gòu)通過立體集成技術(shù)，將多芯光纖陣列（MT-FA）與三維光子芯片深度融合，構(gòu)建出高密度、低能耗的光互連系統(tǒng)。該架構(gòu)的重要在于利用MT-FA組件的精密研磨工藝與陣列排布特性，實現(xiàn)多路光信號的并行傳輸。例如，采用42.5°全反射端面設(shè)計的MT-FA，可通過低損耗MT插芯將光纖陣列與光子芯片上的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)精確耦合，使12芯或24芯光纖在毫米級空間內(nèi)完成光路對接。這種設(shè)計不僅解決了傳統(tǒng)二維平面布局中通道密度受限的問題，還通過垂直堆疊的光子層與電子層，將發(fā)射器與接收器單元組織成多波導(dǎo)總線，每個總線支持四個波長通道的單獨傳輸。實驗數(shù)據(jù)顯示，基于三維集成的80通道光傳輸系統(tǒng)，在20個波導(dǎo)總線的配置下，發(fā)射器單元只消耗50fJ/bit能量，接收器單元在-24.85dBm光功率下實現(xiàn)70fJ/bit的低功耗運行，較傳統(tǒng)可插拔光模塊能耗降低60%以上。在面對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理時，三維光子互連芯片的高帶寬和低延遲特點，能夠確保數(shù)據(jù)的快速傳輸和處理。

從技術(shù)實現(xiàn)層面看，多芯MT-FA光組件的集成需攻克三大重要挑戰(zhàn)：其一，高精度制造工藝要求光纖陣列的通道間距誤差控制在±0.5μm以內(nèi)，以確保與TSV孔徑的精確對齊；其二，低插損特性需通過特殊研磨工藝實現(xiàn)，典型產(chǎn)品插入損耗≤0.35dB，回波損耗≥60dB，滿足AI算力場景下長時間高負載運行的穩(wěn)定性需求；其三，熱應(yīng)力管理要求組件材料與硅基板的熱膨脹系數(shù)匹配度極高，避免因溫度波動導(dǎo)致的層間剝離。實際應(yīng)用中，該組件已成功應(yīng)用于1.6T光模塊的3D封裝，通過將光引擎與電芯片垂直堆疊，使單模塊封裝體積縮小40%，同時支持800G至1.6T速率的無縫升級。在AI服務(wù)器背板互聯(lián)場景下，MT-FA組件可實現(xiàn)每平方毫米10萬通道的光互連密度，較傳統(tǒng)方案提升2個數(shù)量級。這種技術(shù)突破不僅推動了三維芯片向更高集成度演進，更為下一代光計算架構(gòu)提供了基礎(chǔ)支撐，預(yù)示著光互連技術(shù)將成為突破內(nèi)存墻功耗墻的重要驅(qū)動力。三維光子互連芯片在高速光通信領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。南寧基于多芯MT-FA的三維光子互連方案

三維光子互連芯片通過三維堆疊技術(shù)，實現(xiàn)芯片功能的立體式擴展與升級。貴州基于多芯MT-FA的三維光子互連方案

三維光子芯片多芯MT-FA光互連架構(gòu)作為光通信領(lǐng)域的前沿技術(shù)，正通過空間維度拓展與光學(xué)精密耦合的雙重創(chuàng)新，重塑數(shù)據(jù)中心與AI算力集群的互連范式。傳統(tǒng)二維光子芯片受限于平面波導(dǎo)布局，在多通道并行傳輸時面臨信號串?dāng)_與集成密度瓶頸，而三維架構(gòu)通過層間垂直互連技術(shù)，將光信號傳輸路徑從單一平面延伸至立體空間。以多芯MT-FA（Multi-FiberTerminationFiberArray）為重要的光互連模塊，采用42.5°端面全反射研磨工藝與低損耗MT插芯，實現(xiàn)了8芯至24芯光纖的高密度并行集成。例如，在400G/800G光模塊中，該架構(gòu)通過垂直堆疊的V型槽（V-Groove）基板固定光纖陣列，配合紫外膠固化工藝確保亞微米級對準精度，使單通道插入損耗降至0.35dB以下，回波損耗超過60dB。這種設(shè)計不僅將光互連密度提升至傳統(tǒng)方案的3倍，更通過層間波導(dǎo)耦合技術(shù)，在10mm2芯片面積內(nèi)實現(xiàn)了80通道并行傳輸，單位面積數(shù)據(jù)密度達5.3Tb/s/mm2，為AI訓(xùn)練集群中數(shù)萬張GPU卡的高速互連提供了物理層支撐。貴州基于多芯MT-FA的三維光子互連方案