瑞声科技CPO微透镜阵列光博会首展,独有 WLG 技术助推高速光通信量产落地

作为下一代高速光互联核心技术,CPO 共封装光学凭借高带宽、低功耗优势,成为 AI 算力中心、云端高速互联基础设施迭代升级的关键方向。9月9日,AAC瑞声科技在CIOE中国光博会上,首次展出基于WLG晶圆级玻璃模压工艺的CPO高精度微透镜阵列(MLA)系列产品,展现公司在高端光通信领域的技术积淀与商业化进展,相关产品预计2027年实现量产。

(WLG微透镜阵列-光通信)

01微透镜阵列成CPO高密度光路耦合关键支撑

CPO技术通过将光引擎与交换芯片共基板封装,大幅缩短光电互联路径,有效突破传统光模块的带宽与功耗瓶颈。相较于传统方案,CPO光引擎集成数十至上百条并行光通道,对光路对准精度、光束耦合稳定性提出了极致严苛的要求。传统光通信方案多采用单颗分立准直镜完成单通道光束矫正,需逐颗贴装、逐通道主动对准,工序繁琐、一致性差,无法适配CPO高密度、集成化的发展需求。

在光纤阵列单元(FAU)与光子集成电路(PIC)的对接过程中,光波导与光纤天然存在模式尺寸失配问题,叠加光束发散特性,极易产生耦合损耗,直接影响高速光互联的传输效率与长期可靠性。而微透镜阵列(MLA)作为一体化集成光学元件,可同步实现多路发散光束的汇聚、准直与扩束耦合,完美替代传统分立准直镜方案,同步解决多通道光束整形、模场匹配难题,是支撑CPO高密度光路高效耦合的核心关键器件。

02WLG工艺打造CPO微透镜阵列技术壁垒

不同于传统光学元件,CPO场景下的MLA需要实现多通道同步光束整形、模场匹配与精准定位,对材料性能、加工精度、阵列一致性及环境稳定性均提出远超传统光模块的技术标准。在核心选材层面,玻璃凭借优异的综合光学性能,成为CPO-MLA的首选基材。

针对光通信主流的O-band(1310nm)、C-band(1550nm)工作波段,玻璃具备极低的吸收损耗与散射损耗,光学均匀性佳、无吸湿特性,可在湿热复杂工况下保持光学性能稳定;同时适配回流焊高温贴装工艺,耐高温、抗老化性能突出。此外,玻璃的热膨胀系数(CTE)与硅基PIC、光纤高度匹配,能够在宽温域环境中持续维持精准光路对准,充分满足CPO器件长寿命、高稳定的服役需求。

(WLG晶圆片4寸-非球面透镜)

优异的材料性能需要高端精密工艺支撑。AAC自研WLG晶圆级玻璃模压技术,搭建了高精度模具开发至晶圆级批量成型的完整工艺体系,更好解决了高精度玻璃阵列器件难以规模化量产的行业痛点。

核心能力分为两大板块:一是超高精度模具加工,可一次性成型微透镜面型、阵列间距、V型槽定位等微结构,从源头锁定产品精度上限;二是高精度玻璃模压工艺,可精准复刻模具纳米级精密结构,实现阵列元件高一致性、标准化批量生产。

03加速商业化落地,预计2027年量产

依托成熟WLG晶圆级玻璃模压工艺体系,目前公司已掌握pitch精度 0.35μm‑0.5μm、透镜面型精度小于200nm的MLA产品开发能力,达到CPO量产准入的高端水平,充分满足CPO多通道阵列光路高精度对准要求。后续通过工艺迭代,有望打造行业更高水准,引领CPO高速光通信产业演进。

相较于传统单颗加工方案,公司采用4寸晶圆多穴位同步模压模式,单周期可在同一片晶圆上成型多枚阵列元件,在保障极致精度与批次一致性的前提下,大幅提升生产效率、扩大量产产能。同时,WLG元件成型后自带高精度定位基准结构,下游CPO光引擎组装可实现多通道被动同步对准,无需依赖繁琐的逐通道主动对准工艺,有效缩短生产节拍、降低客户设备投入与生产成本,为CPO技术规模化商用提供了高性价比、可落地的量产解决方案。

依托WLG技术在材料、精度、量产效率三大维度的核心优势,公司光通信业务商业化进程稳步提速。目前,公司已与多家海外光通信头部企业、AI及云端高速互联芯片厂商开展深度技术交流与联合开发,多款定制化CPO无源光学器件已完成技术打合,顺利进入客户送样验证阶段。按照产品迭代规划,公司第一代适配高速数据中心的WLG无源光学器件,预计将于2027年下半年正式实现量产

本次光博会展出WLG系列CPO光学产品,是公司深耕高端光通信领域、布局AI高速互联赛道的重要成果。未来,AAC将继续深耕WLG晶圆级玻璃精密加工技术,持续迭代高精度、高一致性、可规模化量产的CPO核心光学器件,深化与全球头部企业的战略合作,助力AI算力中心光互联技术迭代升级。

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