转,GlassBridge是一种基于晶圆的光纤到光子集成电路 (PIC) 技术平台,旨在支持可扩展制造、稳健的 TMT 兼容接口以及可拆卸的高通道数连接。凭借康宁在玻璃科学和精密制造方面的专业技术,GlassBridge 能够在不牺牲可靠性的前提下,实现灵活性和高密度。
作为更广泛的连接器系统架构的一部分,GlassBridge 既是精密的玻璃组件,又是完整的连接器组件,为系统设计人员提供了一条通往下一代光学架构(NPO、CPO、XPO)的实用、可制造的途径。
FAU的作用
FAU(Fiber Array Unit) 是光纤 ↔ 硅光 PIC 光子芯片的无源光路转接核心,是 CPO/NPO 光引擎对外收发光信号的唯一物理接口,相当于多通道光纤精密排线耦合器。 标准光路链路:外部光纤带 → FAU → 硅光芯片端面 / 光栅耦合器。
三个完整的步骤(上图),PIC的光导入/导出(步骤四)、激光扩束反射(步骤三)、通过FAU导入光纤(步骤二)。
炬光科技授权给头部Foundry厂的专利,将水平端面耦合创造性地实现了垂直出光,垂直耦合可以解决:1)晶圆级测试;2)耦合效率问题;3)大封装翘曲导致耦合失效问题。炬光科技的黑科技,解决了光从PIC的垂直方向进出的问题(上图左下角的步骤4)。
康宁的GlassBridge黑科技,解决PIC的光与光纤的衔接问题(上图左下角的步骤3和2)。
炬光+康宁,构成了完整的CPO/NPO的Interface创新解决方案。
传统FAU
FAU 由玻璃 / 硅 V 型槽基板、单模光纤、压板、固化胶、端面抛光层组成;V 槽光刻定位精度≤±0.5μm,把 12/24/48/96 根光纤按固定 250μm 标准间距整齐锁定,保证每根光纤纤芯严格对齐 PIC 上成排的纳米光波导阵列。 CPO 单光引擎动辄几十上百光路,手工无法逐根定位,FAU 实现多路光纤一体化规整排布。
对准依赖主动精密设备:每根光纤需要机械台主动微调对位,单通道组装耗时 30–60 秒,量产良率 60%–70%,成本高;(光纤一根根地对齐、点胶固化、测试)。
模场透镜是分立元件,多层装配叠加公差,多通道高密度方案,V 槽堆叠公差、翘曲难以控制。
GlassBridge新型FAU
采用离子交换技术(IOX), 流程(适配 GlassBridge):
1,光刻掩膜 玻璃晶圆表面镀金属掩膜,光刻曝光刻出波导线路镂空图形,只让指定线路区域接触熔盐。2,一次离子交换(Ag⁺进玻璃) 浸入硝酸银熔盐,银离子沿图案扩散,形成表面高折射率波导雏形。3,去掩膜 + 二次反向交换(Na⁺回填表层) 放入钠盐熔盐,表层银离子被钠离子置换,波导芯整体向内下沉,变成掩埋波导; 通过控温、控扩散时间,精准调控波导截面、渐变折射率分布,做出模场渐变波导:一端 9μm 匹配单模光纤,一端数百纳米适配硅光 PIC 芯片,完美解决光纤与光子芯片模场尺寸失配痛点。
激光划片、端面光学抛光、集成连接器组件。IOX 工艺核心优势:
1)极低光损耗 1310nm 通信波段传播损耗≤0.1dB/cm,优化后低至 0.04dB/cm,满足高密度集成低损耗需求, “Glass possesses low-loss characteristics”。
2)晶圆级批量制造(scalable manufacturing) 整片 6/12 英寸玻璃晶圆同步加工,并行生产,成本远低于飞秒激光直写、硅 / 氮化硅刻蚀波导。
3)掩埋波导可靠性强 波导藏在玻璃内部,不受粉尘、划痕、粘接胶水影响,热机械稳定,兼容 TMT 热机械可靠性测试,适配可插拔、可拆卸高通道连接器架构。
4)模场渐变天然适配 CPO/NPO 一体成型渐变光路,无源对准即可耦合,大幅减少传统 FAU 光纤阵列昂贵的主动对准工序,是 GlassBridge 光纤 - PIC 转接的底层支撑技术。
两条路线的简单对比如下:
机会点梳理
1、光互联是AI算力黄金赛道,价值量大,增量可持续,全球创新的热点、焦点。新技术层出不穷,投资者若守株待兔、刻舟求剑、固步自封,不知不觉中走向深渊;
2、近半年两大关键环节完成技术闭环:炬光科技解决PIC 光子芯片内部光路输出的制造难题;康宁 GlassBridge 解决光纤与 PIC 高效低损耗双向耦合痛点。炬光+康宁形成配套组合,解决 NPO/CPO 量产最大耦合瓶颈,推动行业迈入规模化放量(scale-up)周期,全产业链同步迎来增量红利。
3、主营FAU的企业,比如天孚通信,要主动迎接新技术、新产业,利用GlassBridge新技术,开发新型的FAU组件,承担产业快速上量的责任。
4、而主营MT/MPO、FiberShuffer的企业,比如仕佳光子、太辰光等,不受技术变化的影响,反而受益于NPO/CPO的快速渗透而迎来历史新机遇。
5、主营NPO/CPO光引擎的企业,比如中际旭创、东山精密、新易盛等,可以利用GlassBridge的低成本、高通量能力,改善OE的竞争力,加速推进光互联渗透。
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