沄上写诗
26-06-28 00:07

传统瓶颈:光芯片与光纤的“尺寸鸿沟”

在AI数据中心和共封装光学(CPO)架构中,一个核心难题是光芯片(光子集成电路,PIC)与外部光纤的连接。光芯片上的光波导尺寸仅为数百纳米,而光纤纤芯的直径约为9微米,两者之间存在数十倍的尺寸差异。传统的解决方案是使用光纤阵列单元(FAU),通过精密机械对准的方式将光纤与光芯片耦合,但这一过程对精度要求极高,导致成本高、良率低,成为CPO规模化量产的核心瓶颈。

Glass Bridge 解决方案:打造玻璃内部的“光路桥梁”

康宁推出的Glass Bridge技术,本质上是一个由玻璃制成的光连接器,旨在直接连接光芯片与光纤。它采用了一种全新的“光纤→玻璃波导→PIC”架构。

其核心原理是:在玻璃基板内部,通过特殊的工艺预制出高精度的光波导通道。当光纤插入后,光信号无需再经过复杂的机械对准,而是直接进入玻璃内部预埋的“光路”,经由这些玻璃波导精准地传输到光子芯片上。这就像在玻璃里预先铺设好管道,光纤只需“插”进去即可,大大简化了连接过程。

四大核心技术优势

Glass Bridge技术之所以能解决传统瓶颈,得益于其四大核心技术:

离子交换波导技术:采用半导体级的离子交换工艺,在玻璃内部生成低损耗的埋入式光波导。这种波导在O波段的损耗可低于0.1dB/cm,确保了光信号的高效传输。其目标是将光纤与光芯片间的耦合损耗控制在2dB以内。

被动对准:通过玻璃波导的预制结构,实现了光纤与光芯片的“无源光对准”。这彻底替代了传统方案中依赖高精度设备和人工调校的机械对准,大幅提升了量产良率并降低了成本。

晶圆级制造:该技术采用晶圆级结构进行制造,支持大规模量产。这意味着光互连的核心部件可以像芯片一样被高效、低成本地生产出来,解决了传统耦合方案在扩展至高通道数时面临的组装复杂度问题。

可插拔连接器设计:Glass Bridge被设计为可拆卸的模块化结构。这解决了传统CPO方案中,一旦封装完成,其中某个部件损坏就可能导致整个组件报废的痛点,使得算力机柜的运维和更换变得更加方便和经济。

总结

康宁的Glass Bridge技术通过将光耦合过程从“精密机械装配”升级为“半导体工艺制造”,在玻璃内部构建了连接光纤与光芯片的“光路桥梁”,精准地解决了光芯片与光纤之间因尺寸差异导致的连接难题。它不仅降低了成本、提升了良率,还支持高密度通道和可维护性,被认为是打通CPO规模化量产“最后一公里”的关键技术突破。

发布于 四川