Герметичная упаковка кремниевых фотонных модулей – когда оптические чипы входят в семейство керамических

1. Почему оптическим чипам нужно «жить» в керамических домах?

В сентябре мы запустили процесс высокотемпературного совместного обжига керамики (HTCC), при котором схемы закапываются «внутри» керамики и обжигаются за один этап. В первой статье этого месяца мы продолжаем исследовать одно из наиболее многообещающих направлений его применения: кремниевые фотонные модули.

Проще говоря, кремниевая фотоника объединяет когда-то отдельные оптические компоненты (лазеры, оптические волноводы, фотодетекторы и т. д.) на единой кремниевой пластине, как строительные блоки. Преимущества просты: существенное сокращение размеров и стоимости, а также возможность использовать зрелые линии по производству пластин для крупносерийного производства. В отрасли широко распространено мнение, что это неизбежный путь к созданию сверхвысокоскоростных оптических модулей в будущем.

Но у оптических чипов есть ахиллесова пята — они крайне чувствительны к влаге. Когда слой оптического волновода на поверхности чипа подвергается воздействию влаги, потери при передаче значительно возрастают; в лучшем случае производительность снизится, а в худшем - не «загорится» весь модуль. Поэтому кремниевым фотонным чипам также необходим влагозащищенный «домик», а керамическая упаковка, обладающая отличной воздухонепроницаемостью и поддержкой многослойной разводки, является идеальным выбором для этого «домика».

Керамический разъем Xuri HTCC может одновременно содержать оптические чипы, схемы управления и структуры терморегулирования в различных кремниевых фотонных модулях, обеспечивая интегрированную основу для заказчиков кремниевой фотоники.

2. Еще один шаг вперед: комплектная оптика – свет и электричество под одной крышей

На шаг дальше от кремниевой фотоники — самая горячая тема в отрасли: комбинированная оптика (CPO). При традиционном подходе оптические модули представляют собой независимые компоненты, вставленные в коммутатор, и электрические сигналы должны пройти долгий путь, прежде чем достигнут оптических компонентов. Напротив, совместная упаковка объединяет оптический механизм и коммутационный чип непосредственно на одной подложке, что значительно сокращает путь сигнала и значительно снижает общее энергопотребление.

Это предъявляет новые требования к упаковке: более плотная разводка, меньшие потери сигнала и возможность разместить на одной подложке несколько материалов (кремний, стекло, арсенид галлия и т. д.). «Несколько материалов гармонично сосуществуют и обжигаются одновременно» — это основа керамической упаковки, что открывает новый этап процесса HTCC.

Xuri очень рано позиционирует себя в этом направлении и совместно со многими клиентами разработала ее, чтобы керамическая упаковка могла продолжать играть ключевую роль в оптических модулях следующего поколения.

[Следующая статья] Следующая статья: Герметичная упаковка LiDAR — история упаковки двух длин волн.

[Глоссарий]

1. Кремниевая фотоника: технология, которая интегрирует оптические компоненты, такие как лазеры, волноводы и фотодетекторы, на кремниевые пластины – небольшие, недорогие и производимые массово.

2. Оптическая совместная упаковка (CPO). Следующее поколение форм упаковки объединяет оптический механизм и коммутирующий чип на одной подложке, чтобы сократить путь прохождения сигнала и снизить энергопотребление.