突破硅光子技术瓶颈，「光启源」400G硅光引擎累计出货量破万

  ICC讯 随着数字时代对高速数据传输需求的不断增长，硅光子技术在光通信领域展现出了巨大的潜力和应用前景。梧桐树资本被投企业——武汉光启源科技有限公司(以下简称“光启源”) ，作为业界唯一专注于高速光电封测和光电集成的企业，凭借其独特的技术优势和创新能力，正在引领行业发展。

  作为长距离相干通信光模块中的核心部件，相干光引擎不仅在技术指标上有更高的要求，还在封装工艺上有众多需要解决的关键技术。光启源的技术团队凭借其丰富的经验和高效的研发，将光引擎封装的难点逐一解决，并最终导入生产，实现了400G相干硅光光引擎从样品到量产产品的落地。该产品现已在国内各大电信运营商的干线传输网上稳定运行。

  在硅光芯片封测的优越技术为该产品提供了强大的技术支撑。这里列举其中一些关键技术：

  耦合技术

  光启源在其产品生产中所使用的几种光学耦合制造技术包括：V槽阵列耦合(V-Groove Array Coupling)、模式场转换(Mode Field Conversion)、透镜光纤方案(Lensed-fiber Schem)。耦合工艺满足GR468可靠性、高温(260℃)回流等量产产品要求。

  V槽阵列耦合(V-Groove Array Coupling)

  V槽阵列耦合技术是一种用于精确对准光纤与硅光子芯片上波导的方法。该方法利用了直接刻蚀在芯片边缘的硅基底上的微加工V形槽的机械精度。具有高精度、可扩展性、稳定性、制造复杂性等特点。

图1. 与硅光子芯片的V槽阵列耦合(来源：光启源)

  V槽阵列耦合技术提供了一种强大而精确的方法，用于将光纤阵列连接到硅光子芯片上。通过将微纳加工技术与精密的机械设计相结合，这种方法有效地解决了高密度光学接口的挑战，使其成为先进光通信系统的有价值选择。

  模式场转换(Mode Field Conversion)

  模式场转换方案通过使用特定光纤在不同模场直径(MFD)直接转换，来解决标准单模光纤的模场直径(MFD)与硅波导的更小的模场直径(MFD)之间的不匹配问题。通过有效匹配模式场直径，该方案有效减少了标准单模光纤直接耦合到硅波导的耦合损耗，可应用于芯片上的多个波导，使其可扩展用于高密度光子集成。

图2. 模式场转换光学对准与光波导(来源：光启源)

  透镜光纤方案(Lensed-fiber Schem)

  透镜光纤方案是一种精密的方法，通过采用透镜光纤，在光纤尖端形成微透镜，并聚焦到一个微小且集中的点，从而实现与硅光子芯片中通常存在的小波导的有效耦合。透镜光纤在涉及空间有限和需要高耦合效率的高密度光子集成的应用中尤为有价值。

图3. 模式场转换光学对准与光波导

  芯片倒装技术

  光启源可以提供从硅光芯片wafer植铜柱(bump)到flip chip倒装贴片的全流程解决方案，并且芯片倒装焊接质量和可靠性满足行业标准，可放心导入生产。

图4. Pillar bump扫描电镜图

图5. 芯片倒装切片图

  散热工艺

  针对不同的芯片封装工艺(正贴WB、倒装FC)，光启源可以提供向上(to Lid)和向下(to Sub/Housing)散热的解决方案。

图6. 散热仿真图

  准气密封装

  与数据中心光模块和光引擎不同，相干长距离传输光模块和光引擎对可靠性有更高的要求，需要产品长期、稳定地工作。光启源可对产品的超长期可靠性做针对性的工艺设计和开发，提供准气密封装的解决方案，与非气密封装相比，大大提高产品内部环境的稳定性，使产品在防水汽和外部脏污等能力大幅提升。

  光引擎与模块PCB焊接质量和可靠性

  光启源对产品的开发，会充分考虑产品与上游和下游的工序衔接。对于光引擎这类产品，光启源除了交付合格的光引擎产品本身，还会保证产品在客户端与模块PCB的焊接质量，真正让客户放心使用。

  产品带尾纤回流

  对于带尾纤的产品需要整体过回流焊的问题，光启源也摸索出一套完善的解决方法，可以实现产品(带尾纤)SMT的贴片、回流前盘纤快捷、回流后散纤容易、整个过程零纤损。

  在全球范围内，硅光子技术的创新和应用正不断推动行业向前发展。作为国内唯一同时具备国产高速光组件、先进封装、CPO共封技术的厂商，光启源首款商用核心产品——400G相干硅光光引擎成功突破硅光子技术瓶颈，利用硅光集成技术，集成了四路相位调制器和高速相干接收机，实现了64G Baud的传输速率，并具有小尺寸、高密度、光电混合集成、高可靠的FA耦合工艺等特点。目前，400G相干硅光光引擎累计出货量已破万，巩固了其作为光通信系统发展中的重要参与者的地位。

  据悉，光启源其他核心产品，如800G相干光引擎、高性能相干光源产品已经送样;800G/1.6T数据光组件、CPO光引擎正在研发中。这些核心产品将进一步验证公司的专业性与稀缺性，奠定光启源在细分赛道的领先地位。

  光启源董事长王建利表示：“高速光电先进共封装是光互连系统中提升带宽，降低成本、降低功耗、减小尺寸的关键技术。随着高速光传输系统的升级换代、AI算力网络的几何式增长和自动驾驶的快速发展，高速光互连将迎来爆发式增长。光启源公司致力于高速光电先进共封和光电集成技术，愿与业界同仁共同打造高速光互连的生态链。”