突破硅光子技術瓶頸，「光啟源」400G硅光引擎累計出貨量破萬

  ICC訊 隨著數字時代對高速數據傳輸需求的不斷增長，硅光子技術在光通信領域展現出了巨大的潛力和應用前景。梧桐樹資本被投企業(yè)——武漢光啟源科技有限公司(以下簡稱“光啟源”) ，作為業(yè)界唯一專注于高速光電封測和光電集成的企業(yè)，憑借其獨特的技術優(yōu)勢和創(chuàng)新能力，正在引領行業(yè)發(fā)展。

  作為長距離相干通信光模塊中的核心部件，相干光引擎不僅在技術指標上有更高的要求，還在封裝工藝上有眾多需要解決的關鍵技術。光啟源的技術團隊憑借其豐富的經驗和高效的研發(fā)，將光引擎封裝的難點逐一解決，并最終導入生產，實現了400G相干硅光光引擎從樣品到量產產品的落地。該產品現已在國內各大電信運營商的干線傳輸網上穩(wěn)定運行。

  在硅光芯片封測的優(yōu)越技術為該產品提供了強大的技術支撐。這里列舉其中一些關鍵技術：

  耦合技術

  光啟源在其產品生產中所使用的幾種光學耦合制造技術包括：V槽陣列耦合(V-Groove Array Coupling)、模式場轉換(Mode Field Conversion)、透鏡光纖方案(Lensed-fiber Schem)。耦合工藝滿足GR468可靠性、高溫(260℃)回流等量產產品要求。

  V槽陣列耦合(V-Groove Array Coupling)

  V槽陣列耦合技術是一種用于精確對準光纖與硅光子芯片上波導的方法。該方法利用了直接刻蝕在芯片邊緣的硅基底上的微加工V形槽的機械精度。具有高精度、可擴展性、穩(wěn)定性、制造復雜性等特點。

圖1. 與硅光子芯片的V槽陣列耦合(來源：光啟源)

  V槽陣列耦合技術提供了一種強大而精確的方法，用于將光纖陣列連接到硅光子芯片上。通過將微納加工技術與精密的機械設計相結合，這種方法有效地解決了高密度光學接口的挑戰(zhàn)，使其成為先進光通信系統的有價值選擇。

  模式場轉換(Mode Field Conversion)

  模式場轉換方案通過使用特定光纖在不同模場直徑(MFD)直接轉換，來解決標準單模光纖的模場直徑(MFD)與硅波導的更小的模場直徑(MFD)之間的不匹配問題。通過有效匹配模式場直徑，該方案有效減少了標準單模光纖直接耦合到硅波導的耦合損耗，可應用于芯片上的多個波導，使其可擴展用于高密度光子集成。

圖2. 模式場轉換光學對準與光波導(來源：光啟源)

  透鏡光纖方案(Lensed-fiber Schem)

  透鏡光纖方案是一種精密的方法，通過采用透鏡光纖，在光纖尖端形成微透鏡，并聚焦到一個微小且集中的點，從而實現與硅光子芯片中通常存在的小波導的有效耦合。透鏡光纖在涉及空間有限和需要高耦合效率的高密度光子集成的應用中尤為有價值。

圖3. 模式場轉換光學對準與光波導

  芯片倒裝技術

  光啟源可以提供從硅光芯片wafer植銅柱(bump)到flip chip倒裝貼片的全流程解決方案，并且芯片倒裝焊接質量和可靠性滿足行業(yè)標準，可放心導入生產。

圖4. Pillar bump掃描電鏡圖

圖5. 芯片倒裝切片圖

  散熱工藝

  針對不同的芯片封裝工藝(正貼WB、倒裝FC)，光啟源可以提供向上(to Lid)和向下(to Sub/Housing)散熱的解決方案。

圖6. 散熱仿真圖

  準氣密封裝

  與數據中心光模塊和光引擎不同，相干長距離傳輸光模塊和光引擎對可靠性有更高的要求，需要產品長期、穩(wěn)定地工作。光啟源可對產品的超長期可靠性做針對性的工藝設計和開發(fā)，提供準氣密封裝的解決方案，與非氣密封裝相比，大大提高產品內部環(huán)境的穩(wěn)定性，使產品在防水汽和外部臟污等能力大幅提升。

  光引擎與模塊PCB焊接質量和可靠性

  光啟源對產品的開發(fā)，會充分考慮產品與上游和下游的工序銜接。對于光引擎這類產品，光啟源除了交付合格的光引擎產品本身，還會保證產品在客戶端與模塊PCB的焊接質量，真正讓客戶放心使用。

  產品帶尾纖回流

  對于帶尾纖的產品需要整體過回流焊的問題，光啟源也摸索出一套完善的解決方法，可以實現產品(帶尾纖)SMT的貼片、回流前盤纖快捷、回流后散纖容易、整個過程零纖損。

  在全球范圍內，硅光子技術的創(chuàng)新和應用正不斷推動行業(yè)向前發(fā)展。作為國內唯一同時具備國產高速光組件、先進封裝、CPO共封技術的廠商，光啟源首款商用核心產品——400G相干硅光光引擎成功突破硅光子技術瓶頸，利用硅光集成技術，集成了四路相位調制器和高速相干接收機，實現了64G Baud的傳輸速率，并具有小尺寸、高密度、光電混合集成、高可靠的FA耦合工藝等特點。目前，400G相干硅光光引擎累計出貨量已破萬，鞏固了其作為光通信系統發(fā)展中的重要參與者的地位。

  據悉，光啟源其他核心產品，如800G相干光引擎、高性能相干光源產品已經送樣;800G/1.6T數據光組件、CPO光引擎正在研發(fā)中。這些核心產品將進一步驗證公司的專業(yè)性與稀缺性，奠定光啟源在細分賽道的領先地位。

  光啟源董事長王建利表示：“高速光電先進共封裝是光互連系統中提升帶寬，降低成本、降低功耗、減小尺寸的關鍵技術。隨著高速光傳輸系統的升級換代、AI算力網絡的幾何式增長和自動駕駛的快速發(fā)展，高速光互連將迎來爆發(fā)式增長。光啟源公司致力于高速光電先進共封和光電集成技術，愿與業(yè)界同仁共同打造高速光互連的生態(tài)鏈?！?