江蘇光傳感三維光子互連芯片廠商

三維光子芯片的能效突破與算力擴展需求，進一步凸顯了多芯MT-FA的戰(zhàn)略價值。隨著AI訓(xùn)練集群規(guī)模突破百萬級GPU互聯(lián)，芯片間數(shù)據(jù)傳輸功耗已占系統(tǒng)總功耗的30%以上，傳統(tǒng)電互連方案面臨帶寬瓶頸與熱管理難題。多芯MT-FA通過光子-電子混合集成技術(shù)，將光信號傳輸能效提升至120fJ/bit以下，較銅纜互連降低85%。其高精度對準工藝（對準精度±1μm）確保多芯通道間損耗差異小于0.1dB，支持80通道并行傳輸時仍能維持誤碼率低于10?12。在三維架構(gòu)中，MT-FA可與微環(huán)調(diào)制器、鍺硅探測器等光子器件共封裝，形成光互連立交橋：發(fā)射端通過MT-FA將電信號轉(zhuǎn)換為多路光信號，經(jīng)垂直波導(dǎo)傳輸至接收端后，再由另一組MT-FA完成光-電轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)芯片間800Gb/s級無阻塞通信。這種架構(gòu)使芯片間通信帶寬密度達到5.3Tbps/mm2，較二維方案提升10倍，同時通過減少長距離銅纜連接，將系統(tǒng)級功耗降低40%。隨著三維光子芯片向1.6T及以上速率演進，多芯MT-FA的定制化能力（如保偏光纖陣列、角度可調(diào)端面）將成為突破物理層互連瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)路徑。Lightmatter的L200系列芯片，通過模塊化設(shè)計加速AI硬件迭代周期。江蘇光傳感三維光子互連芯片廠商

某團隊采用低溫共燒陶瓷（LTCC）作為中間層，通過彈性模量梯度設(shè)計緩解熱應(yīng)力，使80通道三維芯片在-40℃至85℃溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定耦合。其三，低功耗光電轉(zhuǎn)換。針對接收端功耗過高的問題，某方案采用垂直p-n結(jié)鍺光電二極管，通過優(yōu)化耗盡區(qū)與光學(xué)模式的重疊，將響應(yīng)度提升至1A/W，同時電容降低至17fF，使10Gb/s信號接收時的能耗降至70fJ/bit。這些技術(shù)突破使得三維多芯MT-FA方案在800G/1.6T光模塊中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢：相較于傳統(tǒng)可插拔光模塊，其功耗降低60%，空間占用減少50%，且支持CPO（光電共封裝）架構(gòu)下的光引擎與ASIC芯片直接互連，為AI訓(xùn)練集群的規(guī)?；渴鹛峁┝烁咝?、低成本的解決方案。3D光波導(dǎo)報價物聯(lián)網(wǎng)終端普及，三維光子互連芯片助力構(gòu)建更高效的萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

三維光子芯片的集成化發(fā)展對光耦合器提出了前所未有的技術(shù)要求，多芯MT-FA光耦合器作為重要組件，正通過其獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢推動光子-電子混合系統(tǒng)的性能突破。傳統(tǒng)二維光子芯片受限于平面波導(dǎo)布局，通道密度和傳輸效率難以滿足AI算力對T比特級數(shù)據(jù)吞吐的需求。而多芯MT-FA通過將多根單模光纖以42.5°全反射角精密排列于MT插芯中，實現(xiàn)了12通道甚至更高密度的并行光傳輸。其關(guān)鍵技術(shù)在于采用低損耗V型槽陣列與紫外固化膠工藝，確保各通道插損差異小于0.2dB，同時通過微米級端面拋光技術(shù)將回波損耗控制在-55dB以下。這種設(shè)計使光耦合器在800G/1.6T光模塊中可支持每通道66.7Gb/s的傳輸速率，且在-40℃至+85℃工業(yè)溫域內(nèi)保持穩(wěn)定性。實驗數(shù)據(jù)顯示，采用多芯MT-FA的三維光子芯片在2304個互連點上實現(xiàn)了5.3Tb/s/mm2的帶寬密度，較傳統(tǒng)電子互連提升10倍以上，為AI訓(xùn)練集群的芯片間光互連提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

從工藝實現(xiàn)層面看，多芯MT-FA的部署需與三維芯片制造流程深度協(xié)同。在芯片堆疊階段，MT-FA的陣列排布精度需達到亞微米級，以確保與上層芯片光接口的精確對準。這一過程需借助高精度切割設(shè)備與重要間距測量技術(shù)，通過優(yōu)化光纖陣列的端面研磨角度（8°~42.5°可調(diào)），實現(xiàn)與不同制程芯片的光路匹配。例如，在存儲器與邏輯芯片的異構(gòu)堆疊中，MT-FA組件可通過定制化通道數(shù)量（4/8/12芯可選）與保偏特性，滿足高速緩存與計算單元間的低時延數(shù)據(jù)交互需求。同時，MT-FA的耐溫特性（-25℃~+70℃工作范圍）使其能夠適應(yīng)三維芯片封裝的高密度熱環(huán)境，配合200次以上的插拔耐久性，保障了系統(tǒng)長期運行的可靠性。這種部署模式不僅提升了三維芯片的集成度，更通過光互連替代部分電互連，將層間信號傳輸功耗降低了30%以上，為高算力場景下的能效優(yōu)化提供了關(guān)鍵支撐。三維光子互連芯片的光子傳輸技術(shù)，還具備高度的靈活性，能夠適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。

多芯MT-FA光接口的技術(shù)突破集中于材料工藝與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，其重要優(yōu)勢體現(xiàn)在高精度制造與定制化適配能力。制造端采用超快激光加工技術(shù)，通過飛秒級脈沖對光纖端面進行非熱熔加工，使端面粗糙度降至0.1μm以下，消除傳統(tǒng)機械研磨產(chǎn)生的亞表面損傷，從而將通道間串擾抑制在-40dB以下。結(jié)構(gòu)上，支持0°至45°多角度端面定制，可匹配不同波導(dǎo)曲率的芯片設(shè)計，例如在三維光子集成芯片中，通過45°斜端面實現(xiàn)層間光路的90°轉(zhuǎn)折，減少反射損耗。同時，組件兼容單模與多模光纖，波長范圍覆蓋850nm至1650nm，支持從100G到1.6T的傳輸速率升級。在可靠性方面，經(jīng)過200次插拔測試后，插損變化量小于0.1dB，工作溫度范圍擴展至-25℃至+70℃，可適應(yīng)數(shù)據(jù)中心、高性能計算等復(fù)雜環(huán)境。隨著三維光子芯片向更高集成度演進，多芯MT-FA光接口的通道數(shù)預(yù)計將在2026年突破256通道，成為構(gòu)建光速高架橋式芯片互連網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。Lightmatter的M1000芯片，支持數(shù)千GPU互聯(lián)構(gòu)建超大規(guī)模AI集群。貴州3D PIC

三維光子互連芯片的垂直堆疊設(shè)計，為芯片內(nèi)部的熱量管理提供了更大的空間。江蘇光傳感三維光子互連芯片廠商

三維光子芯片多芯MT-FA架構(gòu)的技術(shù)突破，本質(zhì)上解決了高算力場景下存儲墻與通信墻的雙重約束。在AI大模型訓(xùn)練中，參數(shù)服務(wù)器與計算節(jié)點間的數(shù)據(jù)吞吐量需求已突破TB/s量級，傳統(tǒng)電互連因RC延遲與功耗問題成為性能瓶頸。而該架構(gòu)通過光子-電子混合鍵合技術(shù)，將80個微盤調(diào)制器與鍺硅探測器直接集成于CMOS電子芯片上方，形成0.3mm2的光子互連層。實驗數(shù)據(jù)顯示，其80通道并行傳輸總帶寬達800Gb/s，單比特能耗只50fJ，較銅纜互連降低87%。更關(guān)鍵的是，三維堆疊結(jié)構(gòu)通過硅通孔（TSV）實現(xiàn)熱管理與電氣互連的垂直集成，使光模塊工作溫度穩(wěn)定在-25℃至+70℃范圍內(nèi)，滿足7×24小時高負荷運行需求。此外，該架構(gòu)兼容現(xiàn)有28nmCMOS制造工藝，通過銅錫熱壓鍵合形成15μm間距的2304個互連點，既保持了114.9MPa的剪切強度，又通過被動-主動混合對準技術(shù)將層間錯位容忍度提升至±0.5μm，為大規(guī)模量產(chǎn)提供了工藝可行性。這種從材料到系統(tǒng)的全鏈條創(chuàng)新，正推動光互連技術(shù)從輔助連接向重要算力載體演進。江蘇光傳感三維光子互連芯片廠商