在 CPO 与硅光子的架构中, 如何将光讯号从外部光纤高效地导入芯片内部, 是整个供应链最关键的物理挑战. 这涉及到 FAU (光纤数组单元),微透镜 (Microlens) 与棱镜 (Prism) 等微光学部件 (以上为封装级), 同时还需要 ELS (外部雷射源) 提供光源动力, Optical Shuffle Box(BOX) (光纤分配盒) 进行内部大规模纤维路由管理 (系统级), MPO/MTP 高密度连接器进行外部对接, 以及 MT Ferrule (MT 揷芯).
棱镜 (Prism) 主要扮演"转向" 的角色, 特别是处理垂直耦合 (Grating Coupler). 当光纤从上方进入, 但芯片波导在侧面时, 需要棱镜或反射镜将光路旋转 90 度, 并耦合进比头发还细的光纤中. 透过折迭光路, 缩减模块的垂直高度.技术挑战: 1) 镀膜技术, 棱镜表面需涂布高反射膜以降低回波损耗 (Return Loss). 2) 组装精度: 棱镜的角度偏差会直接导致严重的光损 (dB loss).
微透镜 (Microlens / Microlens Array, MLA) 主要负责"扩束" 或 "聚焦", 目的是解决光学组件之间模场直径不匹配的问题. 功能: 1) 耦合效率: 将雷射或光纤射出的扩散光线聚焦进入极小的硅波导. 2) 容差提升: 透过扩束技术, 可以增加组装时的对位容差, 这对大规模量产 (HVM) 至关重要.类别: 1) 非球面透镜, 减少球差, 提升耦合效率. 2) 晶圆级透镜(WLO): 利用半导体(881121)制程在晶圆上直接制作透镜, 适合高产量.
FAU (Fiber Attach Unit, 光纤数组单元)。为连接外部光纤与光学引擎 (OE) 的桥梁, 其主要作用是将多根光纤以极高精度的间距 (Pitch) 固定, 并对准芯片上的光波导. 核心构造: 由底座(Base), 盖板 (Lid) 以及排列在 V 型槽(V-Groove) 中的光纤组成. 技术关键: 精度要求为亚微米级的对准精度. 耐温性: 必须承受回流焊(Reflow soldering) 的高温而不位移. 光纤封装: 为了实现 CPO 的高密度, FAU正朝向 127μm 甚至更小的间距发展.
Shuffle Box(BOX) (光纤分配盒, 以上为封装级此为系统级). 随着交换机的带宽越来越高, 内部的光纤数量会多达数百甚至上千根.功能: 负责复杂的光纤路由管理, 它将来自不同光学引擎 (OE) 的多芯光纤进行 "重新排列", 分发到前板特定的端口. 技术关键: 采用光纤柔性电路 (Fiber Flexible Circuitry) 技术, 将大量光纤像电路板布线一样整齐排列, 避免互相缠绕并减少空间占用.
驿路通多年持续深耕 FAU 产业, 驿路通的优势在于: 1) 超精密加工与对准能力 (Ultra-Precision(DTIL) alignment): FAU 的核心难点正是光纤与光波导之间的极精密对准, 驿路通的精密工艺基础极强. 2) 强大的模具开发能力: 虽然 FAU 基板传统上使用玻璃或硅,但驿路通或许能利用其塑料射出成型经验, 开发新型的高精度塑料基板, 降低成本并提高产能。
驿路通应用于CPO/高速光模块的可插拔FAU
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高稳定的耦合性能
通过高精度阵列对准与低损耗光路设计,实现与硅光芯片/光引擎的高效耦合,确保低插损与通道一致性,满足CPO严苛性能要求。
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可插拔设计
支持独立插拔与快速替换,无需干预核心光引擎即可完成维护,有效降低系统复杂度与停机风险。
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高密度小型化结构
面向CPO紧凑封装环境优化结构,在有限空间内实现更高通(QCOM)道密度,提升整体带宽输出能力。
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面向规模部署的制造能力
基于标准化接口与自动化工(850102)艺,兼顾一致性与良率控制,为规模商用提供可靠支撑。
驿路通应用于CPO/高速光模块的MxN阵列
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超高精度亚微米级定位
采用先进的半导体(881121)蚀刻工艺,24通道的间距误差控制在 0.7 μm 以内。这种纳米级的对准精度,能显著降低多通道大容量传输中的光耦合损耗。
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MxN 二维高密度互连
支持 127μm、150μm、205μm 等多种微小中心间距(Pitch),并可根据客户需求进行定制。MxN 的二维矩阵排列设计,完美契合 CPO(共封装光学)对极高空间集成度的严苛要求。
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多种优质基底匹配
提供石英玻璃(Quartz glass)或硅(Silicon)两种主流微纳衬底材质。用户可根据芯片的超薄化设计、热膨胀系数匹配以及成本预算,灵活选择最优的物理载体。
武汉驿路通科技股份有限公司,坐落于中国光谷,是一家专业从事光通信传输解决方案和产品制造的高新技术企业,是国家专精特新(885929)重点“小巨人”企业。驿路通产品线包括光配线、光纤阵列、波分复用、光纤光栅、光引擎等产品,目前已广泛应用于光纤通信、数据中心、5G(885556)、AI、光纤传感、硅光、激光雷达、远程医疗等领域,市场遍布欧美、中东、亚太、南美的50多个国家和地区。欢迎来电咨询或发邮件至sales@yilut.com。
驿路通六大产品线
【FA】光纤阵列
驿路通核心无源器件之一,面向高速光模块与CPO应用。支持多芯高密度设计,适配400G/800G/1.6T,具备低插损、高精度对准与优异可靠性,助力硅光耦合与高速互连升级。
【AWG】阵列波导光栅
驿路通自研波分核心器件,广泛应用于CWDM/DWDM系统。具备低损耗、高隔离度与稳定温控性能,为数据中心与传输网络提供高效波分解决方案。
【FBG】光纤布拉格光栅
驿路通高性能光滤波器件,支持精准波长控制与窄带滤波,具备优异环境稳定性,适用于光通信、光纤激光及传感等多场景应用。
【OE硅光】光电集成器件
驿路通重点布局硅光方向,面向AI算力与下一代高速互连。支持400G/800G/1.6T应用,具备高带宽、低功耗与高集成度优势,适用于AI数据中心与CPO架构。
【ODN】光配线网络产品
驿路通提供完善的ODN解决方案,覆盖接入网与数据中心布线需求。包括分光器、连接器及配线系统,具备高可靠性与灵活部署能力,适用于FTTx、数据中心及边缘网络建设。
【CM精加工】精密光器件制造
依托驿路通成熟制造平台,提供高精度光学元件(884096)加工与组件封装服务,支持定制化与规模化生产,满足高端光通信器件严苛的工艺要求。
