Производство и опаковане на оптични модули: Прецизното изкуство за извайване на „оптоелектронното сърце“ в света на микрометъра.
Когато данните текат със скоростта на светлината в глобалната мрежа, устройствата, които поддържат всяко предаване на информация, са оптични модули, прецизни като швейцарски часовници. Тези компоненти, приветствани като „оптоелектронно сърце“, имат процес на производство и опаковане, който може да се опише като прецизно изкуство в микрометров мащаб, директно определящ границите на производителността и надеждната основа на съвременните комуникационни мрежи.
Производството на оптични модули е връхната комбинация от електроника, оптика и наука за материалите. Основният процес започва с монтиране на чип - чрез високо-прецизно оборудване за свързване на матрици, лазерни, детекторни и други микронни-чипове се позиционират върху субстрата с точност от ±1,5 μm. След това идва етапът на свързване на проводниците, където се изграждат стотици „златни мостове“ между чиповете и веригите с помощта на златни или медни проводници с диаметър само 25 μm. Кривината и напрежението на всяка дъга от тел трябва да се контролират прецизно.
Най-предизвикателният аспект на процеса е оптичното свързване: точността на подравняване между оптичното влакно и оптичния чип трябва да достигне суб{0}}микронно ниво. Напълно автоматичната активна система за подравняване следи оптичната мощност в реално време и коригира шест{2}}измерната позиция с нанометрови- стъпки на ниво, докато се намери „оптималното светлинно петно“. Прецизността на този процес е еквивалентна на точното вкарване на кичур коса в отвора на иглата от разстояние 100 метра.
С нарастването на скоростта технологията за опаковане продължава да се развива:
· Традиционно запечатано с газ-опаковане: Използва метални тръби и стъклени прозоречни плочи за осигуряване на стабилна среда от инертен газ за лазерния чип, осигурявайки дългосрочна-надеждност.
· COB технология: Директно свързва чистия чип към печатната платка и използва силикон за запечатване, което значително увеличава плътността на интегриране и се превърна в основното решение за 400G/800G модули.
· Опаковка BOX: Изгражда три{0}}измерен оптичен път върху керамичен субстрат, постигайки висока-интеграция на оптоелектронни устройства и полагайки основата на CPO технологията.
Китайската индустрия за производство на оптични модули е създала пълна индустриална верига. От автоматизирано{1}}оборудване за повърхностен монтаж до високо-прецизни-залепващи материали за повърхностен монтаж, от системи за изпитване до остарели платформи за скрининг, местният процент на заместване непрекъснато нараства. Специално за 800G оптични модули, базирани на процеса COB, китайските предприятия поеха водеща роля в световен мащаб по отношение на контрола на добивите и мащаба на производствения капацитет, дълбоко подкрепяйки изграждането на мрежата за изчислителна мощност за националния проект "East Data West Computing".
В отговор на изискванията за по-висока скорост с 1.6T, производствената технология е изправена пред нови пробиви: контролът на загубата на електрически канал изисква нови материали за субстрата, оптичното свързване трябва да се справи с по-широка честотна лента на модулация, а дизайнът на разсейване на топлината трябва да се справи с по-висока плътност на мощността. Предните технологии като CPO допълнително ще разширят производствената граница от „ниво на модул“ до „ниво на чип“, а интегрираният оптичен-електрически дизайн ще се превърне в основна конкурентоспособност.
От монтирането на нано{0}}чипа до тестването на сантиметър-модула, всеки процес предефинира границите на прецизност и надеждност. Тази „микронна фабрика“, скрита в автоматизираната производствена линия, непрекъснато развива оптичната комуникационна технология към по-високо, по-бързо и по-интелигентно бъдеще със скорост от едно поколение на всеки 18 месеца.