シリコンフォトニックモジュールの気密パッケージング — 光チップがセラミックホームに移動する場合

I. なぜ光学チップがセラミックハウスの中で「生きている」必要があるのですか?

9 月に、当社は高温同時焼成セラミック (HTCC) プロセスを導入しました。これは、セラミックの「内部」に回路を埋め込み、シングル パスで焼成するものです。今月最初の記事では、最も有望な応用方向の 1 つであるシリコン フォトニック モジュールについて引き続き説明します。

簡単に言えば、シリコン フォトニクスは、かつては別々だった光デバイス (レーザー、光導波路、光検出器など) を、ビルディング ブロックのように単一のシリコン チップ上に統合します。メリットは単純明快で、サイズとコストが大幅に削減され、成熟したチップ生産ラインを大量生産に活用できるようになります。これは、将来の超高速光モジュールにとって避けられない道であると業界で広く考えられています。

しかし、光学チップにはアキレス腱があり、湿気に非常に弱いのです。チップ表面の光導波路層が湿気の影響を受けると、伝送損失が著しく増加します。良くてもパフォーマンスが低下し、最悪の場合はモジュール全体が「点灯」しなくなります。したがって、シリコンフォトニックチップには防湿性の「ハウス」も必要であり、優れた気密性と多層配​​線のサポートを備えたセラミックパッケージはその「ハウス」に理想的な選択肢です。

Xuri の HTCC セラミック ヘッダは、さまざまなシリコン フォトニクス モジュールに光チップ、ドライバ回路、熱管理構造を同時に搭載でき、シリコン フォトニクスの顧客に統合パッケージ基盤を提供します。

II.さらに一歩前進: 共同パッケージ化された光学 — 光と電気が同じ屋根の下に住んでいます

シリコン フォトニクスのさらに一歩先には、業界で最もホットなトピックであるコパッケージ オプティクス (CPO) があります。従来のアプローチでは、光モジュールはスイッチに接続されたスタンドアロンのコンポーネントであり、電気信号は光デバイスに到達するまでに長い迂回を経る必要がありました。対照的に、同時パッケージ化では、光エンジンとスイッチ チップが同じ基板上に直接統合され、信号経路が大幅に短縮され、全体の消費電力が大幅に削減されます。

これにより、パッケージングには、配線の高密度化、信号損失の低減、シリコン、ガラス、ガリウム砒素などの複数の材料を同じ基板上に収容する能力など、新たな要求が課せられます。そして、「複数の材料が調和して共存し、ワンパスで焼成」は、まさにセラミックパッケージングの本拠地であり、HTCCプロセスに輝ける新たな段階を与えます。

Xuri は、セラミックパッケージが次世代光モジュールにおいて重要な役割を果たし続けるよう、複数の顧客と共同開発を実施し、この方向に早くから取り組んできました。

[次の記事] 次は、LiDAR の気密パッケージング — 2 つの波長ルートの背後にあるパッケージングのストーリーです。

【用語解説】

1. シリコン フォトニクス: レーザー、導波路、光検出器などの光学デバイスをシリコン チップ上に統合する技術で、小型、低コスト、大量生産が可能です。

2. Co-Packaged Optics (CPO): 光学エンジンとスイッチチップを同一基板上に統合し、信号経路を短縮し、消費電力を削減する次世代のパッケージング形式です。