Tillverkning och förpackning av optiska moduler: Den exakta konsten att skulptera det "optoelektroniska hjärtat" i mikrometervärlden.
När data flödar med ljusets hastighet över det globala nätverket är enheterna som stöder varje informationsöverföring optiska moduler lika exakta som schweiziska klockor. Dessa komponenter, hyllade som det "optoelektroniska hjärtat", har en tillverknings- och förpackningsprocess som kan beskrivas som en exakt konst på mikrometerskala, som direkt bestämmer prestandagränserna och pålitlig grund för moderna kommunikationsnätverk.
Tillverkning av optiska moduler är den högsta fusionen av elektronik, optik och materialvetenskap. Kärnprocessen börjar med chipmontering - genom hög-precisionsformbindningsutrustning, laser, detektor och andra mikron-nivåchips placeras på substratet med en noggrannhet på ±1,5 μm. Sedan kommer trådbindningssteget, där hundratals "gyllene broar" byggs mellan chipsen och kretsarna med hjälp av guld- eller koppartrådar med en diameter på endast 25μm. Krökningen och spänningen för varje trådbåge måste kontrolleras exakt.
Den mest utmanande aspekten av processen är optisk koppling: justeringsnoggrannheten mellan den optiska fibern och det optiska chippet måste nå sub-mikronnivån. Det helautomatiska aktiva inriktningssystemet övervakar den optiska effekten i realtid och justerar den sex-dimensionella positionen med nanometer-nivåsteg tills den "optimala ljuspunkten" hittas. Precisionen i denna process motsvarar att exakt föra in en hårstrå i ett nålhål från ett avstånd av 100 meter.
När hastigheten ökar fortsätter förpackningstekniken att utvecklas:
· Traditionell gas-förseglad förpackning: Använder metallrör och glasfönster för att tillhandahålla en stabil inert gasmiljö för laserchippet, vilket säkerställer långtids-tillförlitlighet.
· COB-teknologi: Fäster det nakna chipet direkt till PCB:n och använder silikon för tätning, vilket avsevärt ökar integrationstätheten och har blivit den vanliga lösningen för 400G/800G-moduler.
· BOX-förpackning: Konstruerar en tre-dimensionell optisk väg på ett keramiskt substrat, vilket uppnår hög-densitetsintegration av optoelektroniska enheter och lägger grunden för CPO-teknik.
Den kinesiska tillverkningsindustrin för optiska moduler har etablerat en komplett industrikedja. Från automatiserad utrustning för ytmontering-till hög-precisions-ytemonteringsmaterial, från testsystem till åldrande sållningsplattformar, har den inhemska ersättningsfrekvensen ökat kontinuerligt. Speciellt för 800G optiska moduler baserade på COB-processen har kinesiska företag tagit ledningen globalt när det gäller avkastningskontroll och produktionskapacitetsskala, och stöder djupt byggandet av datorkraftnätverket för det nationella projektet "East Data West Computing".
Som svar på kraven på 1,6T högre hastighet, står tillverkningstekniken inför nya genombrott: kontrollen av elektriska kanalförluster kräver nya substratmaterial, optisk koppling måste klara en bredare moduleringsbandbredd och värmeavledningsdesign måste ta itu med högre effekttäthet. Frontier-teknologier som CPO kommer ytterligare att utöka tillverkningsgränsen från "modulnivå" till "chipnivå", och integrerad optisk-elektrisk design blir kärnan i konkurrenskraften.
Varje process omdefinierar gränserna för precision och tillförlitlighet, från nano-skala chipmontering till modultestning i centimeter-skala. Denna "mikronfabrik" gömd inom den automatiserade produktionslinjen utvecklar kontinuerligt optisk kommunikationsteknik mot en högre, snabbare och smartare framtid med en hastighet av en generation var 18:e månad.