Y12T280 高速光模块--光器件--光芯片--硅光芯片
从10月31号到12月26号，排了八个周六来聊一聊从光模块到光芯片的技术原理与发展趋势。
AI人工智能需要大量的模型来训练机器，需要通信，需要大容量通信，所以节点内扩展（Scale-up）、节点间扩展（Scale-out）、跨域节点扩展（Scale-across）。
一方面是光模块不断从400G向800G、1.6T、3.2T发展，今年都有了12.8T光模块。
另一方面光模块的封装形态不断小型化，从较大的外部插拔的OSFP，向系统板内封装较小型的NPO，到共封装更小型化的CPO等等。
AI组网有短距离、中距离和长距离等各种组合。短距离考虑多模，中等距离考虑单模EML或SiPh硅光，长距离考虑相干模块。
因为通信容量越来越大，通道数增多，功耗极大，产业就有了用光交换OCS替代电交换的降功耗策略。就有了去掉DSP的LPO、NPO、CPO等策略。
因为通信速率越来越高，需要大带宽的器件，就有了TFLN薄膜铌酸锂等材料的新型薄膜化来提高带宽的处理。
因为通信速率越来越高，就需要考虑射频电信号的高频损耗，就要考虑小线宽/小间距的高端线路工艺，要考虑2.5D/3D高密度封装提高带宽，考虑Flip chip替代Wire bonding工艺来提高带宽，需要考虑RDL等布线用于光模块组装，考虑玻璃基板提高带宽，考虑行波电极提高带宽....
因为通信频率高，且小型化布线，就要防止芯片翘曲把细金属线条崩断等等
因为通信频率高，需要过孔Via间距缩短，就需要减薄孔的深度，就有了Interposer的薄中介板提高带宽的应用。
因为光模块/光引擎的通道数越来越多，与光纤的耦合就越来越困难，需要考虑各种光纤耦合技术来提高一致性，提高良率。比如多芯光纤等等。
因为光模块/光引擎的订单数量激增，且每个模块内通道数越来越多，传统芯片如EML产能严重受限，可多通道集成的硅光芯片缓解EML产能压力还能解决多通道集成的难处，硅光芯片用在高速光模块/NPO/CPO成为趋势。
硅光芯片，可实现很多功能，也有很多的技术缺陷。比如硅调制器中需要载流子的参与才能实现光调制，那硅光方案就得容忍载流子会吸收一部分光。 比如硅自己不能独立设计激光器，就得III V材料来配合提供CW光源。比如硅自己做不了光纤通信波段的探测器，就得集成一点Ge锗来配合硅设计光通信波段的PD探测器。比如硅不耐大功率，就需要SiN来辅助硅实现大功率CW 激光器的耦合。......
因为硅光工艺越来越成熟，基于高精度工艺及温度补偿实现高稳定的微环调制器有望从科研走向产业，微环很小且天然支持多波长复用WDM-x，用于配合微环WDM场景的多波长激光器也由市场驱动而推动技术发展。
硅光芯片的多通道集成，对于片上光源很难留有空间放置隔离器。量子点激光器理论上抗反射无需隔离器。产业对量子点激光器也有了极大的研究驱动力。
硅光芯片的封装，与传统光模块的芯片封装不同。好处是无需气密金盒或TO封装，挑战是硅光芯片集成了好多通道，芯片就很大，需要考虑芯片热应力翘曲散热等问题。还需要考虑如何和光纤阵列“长期稳定”的高精度耦合，比如
硅光芯片和光纤耦合，需要比传统芯片的耦合精度要高，所以会有很多扩散EBO光学思路。
硅光芯片和一根光纤耦合，与几十根光纤阵列的耦合，这个难度是不一样的，比如芯片翘曲，对阵列的一致性有极强影响。
硅光芯片和光纤阵列现在耦合十分良好，胶水固化后可能变化，后期工作时空气湿度不同耦合状态会变，后期工作春夏温度变化耦合状态也有可能会变，这就有了“长期”“稳定”的要求。
这个系列是从光模块/引擎、到光学器件、到光学芯片，分八次，每次三小时。主要用一些图示和案例来解读光模块器件芯片的技术原理、挑战和发展趋势。
