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MRSI专访:全球第一台「双精度亚微米全自动贴片机」是如何诞生的?

2021年3月17日至3月19日,一年一度的慕尼黑上海光博会如约而至。作为光电行业中极具盛名的大型展会,上海光博会吸引了全球众多知名企业参展。

在本届慕尼黑上海光博会上,Mycronic 集团旗下的MRSI Systems的战略营销高级总监周利民博士就MRSI的「产品」、「技术」、「发展战略」及「行业前景」与OFweek光通讯作了深入交流。

MRSI专访:全球第一台「双精度亚微米全自动贴片机」是如何诞生的?

MRSI Systems的战略营销高级总监周利民博士

三十多年来,MRSI Systems一直是光电子和微电子领域领先制造商的首选供应商。长期在光电子与微电子组装专业领域的深耕使MRSI在高端光电子器件组装所需的芯片贴装技术方面积累了非常丰富的专业知识。

随着社会对信息传递需求的不断增加,光纤通信系统及网络技术正向「超大容量」、「智能化」、「集成化」的方向演进,传统的光纤通信技术已经不能满足现代信息传递对带宽、速率、能耗和成本的需求,一种叫硅光的光子集成的技术正在逐步进入通讯市场,并将成为信息传递光器件的重要技术之一。

硅光的光子集成对信息行业的革命性影响

利用光子传输信息的光通讯早已成为通信行业的主流技术。因为光子传输比电子传输更具优越性:光纤传输不仅频带宽,通信容量大,且损耗低,中继距离长。

作为绝缘体材料,光纤抗电磁干扰的性能保证了信号的高速有效传输。光子传输无疑已成为支撑信息社会的骨干技术之一,并形成了一个庞大的学科与专业技术领域。光子传输在提升传输性能的同时也需要不断降低成本,为服务民生、助力国家构建信息社会发挥重要作用。

周博士介绍道,5G在全球的广泛布局和数据中心建设的快速发展,光器件的需求量比过去有了巨量的增长,信息行业对光模块的性能和成本要求也越来越高,需要相适应的封装技术不断创新来推动光模块技术的快速发展和产品快速迭代。

“与五年前相比,光模组器件的速率越来越高,400G模块已开始批量出货,光学模组器件的集成度和元件密度的要求也越来越高,MRSI凭借高速、高精度灵活全自动贴片机为这些高速的高端光器件模组的量产量身打造了相应的创新解决方案”,周博士说。

光子集成技术是将种类不同、数量众多的光学元件集成到单一芯片上的技术。

传统通信设备的光模块采用分立式,光芯片通过一系列无源耦合器件,与光纤实现对准耦合,完成光路封装。

而硅光技术下的光模块基于CMOS制造工艺,在硅基底上利用蚀刻工艺可以快速加工大规模波导器件,利用外延生长等加工工艺制备调制器接收器等关键器件,最终实现将调制器、接收器以及无源光学器件等集成,具有集成度高、成本低及传输性能更优的特点。

硅光技术将是实现大规模光子集成的最有效方案,在光通讯技术史上,无疑是一场里程碑式的技术变革。

“由于材料晶格匹配的原因,激光光源的III-V族材料还是很难与硅基材料混合集成制造。光子集成一般是需要将III-V族光源芯片采用共晶方式正装或倒装工艺与硅波导进行无源耦合封装。”

周博士细致地解释道,硅波导的模场直径非常小,需要较大功率的激光光源以非常高的精度,通常是1微米左右的精度进行贴片,才能保证将光源高效耦合进硅波导中,而晶圆级的封装必须是要在亚微米级别的封装。

而其他一些光电芯片的贴装则不需要这么高的精度。

硅光器件虽然已有开始小批量的出货,但是对于光子集成的光器件来说一直没有一个非常好的低成本量产解决方案。其主要原因是器件封装的高精度需求难以实现低成本的量产。这已成为制约光子集成技术在各行业广泛应用的一个瓶颈。

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