半导体行业动态:硅光技术加速发展 光通信产业迎来新的技术机遇
AI数据中心推动硅光技术应用
随着人工智能计算规模不断扩大,数据中心内部的数据交换量持续增长。传统电信号互连在传输距离、功耗及带宽扩展方面逐渐面临挑战,如何提高芯片之间以及设备之间的数据传输效率,成为半导体与光通信产业共同关注的问题。
硅光技术(Silicon Photonics)通过将光学器件集成到硅基平台上,利用光信号完成数据传输。与传统电互连方式相比,硅光技术具有高带宽、低传输损耗以及适合集成化制造等特点,在高速光模块、数据中心互连和光通信设备中具有重要应用价值。
近年来,随着800G及1.6T高速光模块发展,硅光技术的产业化进程受到更多关注。
硅光芯片的主要技术组成
硅光芯片并不是单一的光学器件,而是由多种光学功能单元组成。通过在硅基材料上集成不同结构,可以实现光信号的产生、传输、调制和接收。
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核心器件 |
主要功能 |
应用环节 |
|---|---|---|
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光波导 |
引导光信号传输 |
光路连接 |
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调制器 |
将电信号转换为光信号变化 |
数据发送 |
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光电探测器 |
将光信号转换为电信号 |
数据接收 |
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分光器 |
实现光信号分配 |
光路管理 |
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耦合器 |
实现不同光路之间的连接 |
光纤耦合 |
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激光器 |
提供光信号光源 |
光通信系统 |
硅光芯片的制造涉及光刻、刻蚀、薄膜沉积及晶圆加工等工艺。不同器件之间的结构尺寸和光学特性需要保持较高的一致性,否则可能影响光信号传输效率和整体器件性能。
近封装光学技术取得新进展
2026年11月3日,Tower Semiconductor与光通信企业新易盛(Innolight)宣布继续推进近封装光学(NPO)技术合作,面向下一代AI基础设施开发高速光互连解决方案。
根据双方公布的信息,新易盛首款NPO器件已经采用Tower Semiconductor的PH18M硅光工艺进入早期生产阶段。同时,双方也在Tower的300mm硅光平台上推进多款后续产品设计。
这一合作表明,硅光技术正在从传统光模块向更靠近计算芯片的集成方式发展。
NPO技术与传统光模块的区别
传统可插拔光模块通常安装在交换机或服务器面板位置,通过电气接口与内部芯片连接。NPO则将光学引擎布置在更靠近计算芯片或交换芯片的位置,缩短高速电信号传输路径。
这种架构有望降低高速电互连带来的功耗和信号完整性压力,同时为更高密度的光通信连接提供空间。
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对比项目 |
传统可插拔光模块 |
NPO近封装光学 |
|---|---|---|
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安装位置 |
设备前面板 |
靠近计算或交换芯片 |
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信号连接 |
电接口连接光模块 |
缩短芯片至光引擎的电连接 |
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集成方式 |
相对独立 |
与芯片封装架构协同设计 |
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主要关注点 |
光模块性能与接口 |
光电集成及热管理 |
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应用方向 |
数据中心光通信 |
下一代AI数据中心 |
硅光制造对工艺控制提出更高要求
NPO器件需要集成更多光学通道,制造过程中不仅要关注光波导、调制器和耦合结构的加工质量,还需要控制晶圆工艺的一致性。
在实际生产中,光学元件的位置偏差、波导结构变化以及耦合效率波动,都可能影响最终产品的光学性能。
相关生产及检测环节主要包括:
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工艺环节 |
重点控制内容 |
相关检测需求 |
|---|---|---|
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晶圆加工 |
光波导及器件结构 |
晶圆表面检测 |
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光刻与刻蚀 |
图形尺寸及结构精度 |
显微观察、尺寸测量 |
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光学耦合 |
光纤与芯片对准 |
光功率及耦合效率测试 |
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器件封装 |
连接位置及封装质量 |
外观与结构检测 |
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热管理 |
工作温度及热分布 |
温度监测 |
行业展望
NPO技术的发展,为硅光芯片制造及光通信设备产业链带来了新的技术方向。随着AI数据中心对高速互连的需求不断提升,光学引擎与计算芯片之间的集成距离有望进一步缩短。
与此同时,硅光制造、光学检测、精密对准、光功率测试及热管理等配套技术也将受到更多关注。未来,如何在提高光互连密度的同时保证器件可靠性和批量制造一致性,将成为NPO产业化需要解决的重要问题。

