Мост из стекла Корнинг для CPO: как пассивное соединение волокна-PIC может изменить оптическую упаковку

Совместная оптика помещает оптические двигатели рядом с коммутаторами ASIC, графическими процессорами или другими процессорами с высокой пропускной способностью, сокращая электрический путь между обрабатывающим кремниевым элементом и оптическим интерфейсом.Эта более тесная интеграция переносит больше нагрузки на упаковку на прикрепление волокон, оптическое выравнивание, механическая толерантность, тепловое управление и повторяемость производства.

Corning GlassBridge решает одну часть этой проблемы: подключение внешних оптических волокон к фотонической интегральной схеме.электронные, тепловых и упаковочных функций модуля.и съемный физический контактный интерфейс для выполнения соединения Fiber-to-PIC в отличие от обычного Fiber Array Unit.

Корнинг Гласс Бриджявляется съемной платформой соединителя Fiber-to-PIC, основанной на пластине, которая использует стеклянные волноводы для обмена ионами и пассивное механическое выравнивание для подключения внешних волокон к фотонической интегральной схеме.Он предназначен для высокой плотности НПО., CPO и фотонических модульных архитектур, а не функционировать как полный оптический двигатель или решение для дата-центра.

Фотоническая интегральная схема может генерировать, модулировать, направлять, принимать или обрабатывать оптические сигналы, но ей все равно нужен физический интерфейс для волокон, несущих эти сигналы за пределами упаковки.Каждый канал волокна должен быть расположен относительно соответствующей оптической структуры на ПИК при сохранении приемлемой потери сцепления..

Эта роль традиционно выполняется модулем волокна, или FAU. Традиционный FAU располагает волокна в контролируемых позициях, обычно с помощью точной структуры в виде V-грыв.В зависимости от архитектуры сцепления, он также может работать с линзами, полированными волоконными поверхностями или другими микрооптическими элементами.

GlassBridge и традиционный FAU поэтому перекрываются на функциональном уровне.как интерфейс фиксирован или переоборудован, и как дизайн масштабируется по мере увеличения количества каналов.

Архитектура соединения волокна-PIC

GlassBridge не следует рассматривать как другое название GlassWorks AI.

Корнинг запущенGlassWorks ИИв марте 2025 года в качестве более широкого портфеля для плотной инфраструктуры ЦОИ. Он включает в себя волоконное волокно, кабель, аппаратное обеспечение для подключения, планирование сети, проектирование и поддержку развертывания.

GlassBridge занимает более узкое техническое положение. Он обеспечивает компактный интерфейс между внешним волокном и краем PIC, в то время как более широкая система CPO по-прежнему требует фотонических и электронных чипов,оптические двигатели, субстраты, тепловое управление, электроснабжение, волоконные решетки и подключение на уровне системы.

В CPO-архитектуре оптические двигатели работают вблизи основного устройства обработки, а не на удаленном подключаемом интерфейсе.Это увеличивает плотность интеграции, но помещает волоконное соединение внутри компактного пакета, где оптическиеМеханические и тепловые допустимые отклонения должны управляться вместе.

Проблема заключается не только в том, чтобы приблизить волокно к чипу, но и в том, чтобы оптический режим, выходящий из волокна, должен достаточно перекрываться с соединителем или волноводом на PIC.Небольшие изменения положения или угла могут изменить производительность сцепления.

Традиционный FAU контролирует протяженность волокон, положение клетчатки и геометрию конечной стороны.

Сам FAU является пассивным, но установка может использоватьактивное выравниваниеПри установке приемлемого оптического положения, сборка фиксируется, часто с помощью клейкого связывания и отверждения.

Этот метод является технически зрелым, но конечный результат зависит от нескольких отдельно изготовленных частей.и точность оборудования выравнивания может повлиять на сцепление.

Активное выравнивание требует оптической обратной связи, точного управления движением и определенного порога приемки.Положение, которое оптимизирует один канал, может не давать идентичных результатов на всех каналах..

Традиционное выравнивание иногда описывается как операция в минутном масштабе, в то время как пассивное соединение представляется как шаг в секундном масштабе.Фактическое время цикла зависит от количества каналов, геометрия сцепления, автоматизация, отверждение, инспекция и переработка.

Наиболее достоверным отличием является:

• Активное выравнивание регулирует завершенный интерфейс с помощью живой оптической обратной связи.

• Пассивное выравнивание зависит от изготовленных оптических путей и механических ссылок.

Перемещение точности в стеклянный элемент, изготовленный из пластинок, может уменьшить повторную корректировку при окончательной сборке, но это не устраняет необходимость в точности из более широкого производственного процесса.

Активное выравнивание против пассивного выравнивания рабочего процесса

Платформа TSMC's COUPE, или Compact Universal Photonic Engine, интегрирует электронный ИС и фотонический ИС в компактную структуру фотонического двигателя.Он поддерживает как конфигурации решетки-соединителя, так и конфигурации ребра-соединителя и может быть интегрирован с ASIC-хостом.

Часто показанная схема COUPE обозначает EIC как устройство 6 нм и PIC как устройство 65 нм SOI. Эти узлы процесса иллюстрируют уровень гетерогенной интеграции упаковки,но они не напрямую определяют толерантность выравнивания волокна-PIC.

Оптическая толерантность определяется режимом волокон, конструкцией соединителя PIC, геометрией волновода, стеком пакетов, тепловым поведением и допустимыми вариациями потерь, а не только узлом полупроводникового процесса.

Традиционные FAU и GlassBridge обращаются к одному и тому же интерфейсу Fiber-to-PIC с помощью различных подходов к выравниванию, фиксации и производству.

Традиционный FAU против GlassBridge

GlassBridge использует волноводы ионного обмена, сформированные внутри стеклянного элемента.Относительные оптические маршруты устанавливаются во время обработки пластин, а не создаются только путем окончательного позиционирования волокон.

Затем механические ссылки определяют местоположение разъема относительно интерфейса PIC. Это позволяет окончательному соединению больше полагаться на повторяемую геометрию и меньше на оптическую оптимизацию.

Пассивное выравнивание не означает, что точность выравнивания больше не важна.Справочные поверхности упаковки, и окончательная сборка.

Традиционный FAU обычно склеивается после выравнивания.

GlassBridge использует перемещаемую физическую контактную структуру, основанную на стандартном формате TMT.Текущая конструкция Corning® определяет отверстие TMT с отверстием 125 мкм и представляет интерфейс как съемный.

Это может поддерживать более гибкую сборку, тестирование, переработку и замену.,удержание, вибрация и тепловая стабильность все еще требуют проверки.

Традиционный FAU может достичь точного позиционирования волокна, но полный интерфейс все еще включает в себя несколько факторов толерантности, включая расположение ядра волокна, точность V-грыву, расположение чипа,толщина клея, монтажные поверхности и окончательное выравнивание.

GlassBridge переносит часть этой проблемы на обработку стекла на основе пластинок.

Обработка пластинки не устраняет толерантность. Она меняется, где толерантность генерируется и контролируется.и ссылки на пакеты остаются важными.

В своемМарт 2026 брошюра GlassBridgeОтчеты Корнинга показывают1.5 дБ O-диапазонная связь волокна-PIC.

Результат имеет техническое значение, но не следует рассматривать его как универсальную гарантию.результат старения, или максимальный допустимый предел.

Показатели производительности FAU различаются в зависимости от типа волокна, соединителя PIC, преобразования режима-поля, длины волны, полировки и качества выравнивания.

В процессе ионного обмена подвижные ионы в выбранных областях стекла заменяются другими ионами.изменение локального показателя преломления и формирование светового направляющего пути.

Обзор 2021 года опубликован в рецензируемом журналеПрикладная наукаИоннообменные стеклянные волноводы были созданы в начале 1970-х годов и документируют их длительное использование в плоских фотонических схемах, телекоммуникациях и оптическом зондировании.

Это различие имеет значение:

• Установлена физика ионного обмена стеклянными волноводами.

• Отсоединитель высокой плотности Fiber-to-PIC, использующий эту технологию, является более новым приложением для упаковки.

IOX Водопровод и преобразование толщины

Стеклянный волноводитель может направлять свет между различными диапазонами каналов. Это полезно, потому что предпочтительный диапазон внешнего разъема может отличаться от оптического диапазона береговой линии на PIC.

Корнинг перечисляет примеры пицц ПИК:

• 40 мкм;

• 80 мкм;

• 127 мкм;

• 165 мкм.

В настоящей платформе также публикуются следующие характеристики:

Это опубликованные характеристики продукта, а не универсальные спецификации для каждой будущей реализации.

Стеклянный проход - это точное отверстие через стеклянную подложку, которое может быть металлизировано, чтобы направить электрическое соединение с одной стороны на другую.

Корнингсполупроводниковая стеклянная платформапредставляет TGV как метод направления электрических соединений через стекло.

Водопроводы IOX и TGV выполняют различные функции:

Функциональные роли IOX, GlassBridge и TGV

Корнинг зарегистрировала возможности в области волноводов ионного обмена, стеклянных пластинок, волоконных массивов, оптической связи и структур TGV.Эти возможности дополняют друг друга, поскольку передовые фотонические пакеты требуют как оптической, так и электрической взаимосвязи..

Однако это не доказывает, что каждая конфигурация GlassBridge уже сочетает волноводы IOX и TGV на одной и той же коммерческой подложке.

Более широкая возможность заключается в том, что Корнинг может подходить к фотонической упаковке через несколько связанных возможностей, а не через один соединитель.Пакет, литейная платформа и архитектура для клиентов.

GlassBridge может заменить интерфейс на основе FAU, где он удовлетворяет требуемому количеству каналов, высоте, геометрии сцепления, бюджету потерь, процессу упаковки, надежности и стоимости.

Это не означает, что каждое приложение FAU будет мигрировать на GlassBridge.

В мае 2025 года Corning объявила, что стала квалифицированным поставщиком оптической инфраструктуры, используемой в системе Bailly CPO Broadcom.Объявление Broadcom Baillyописывает волоконные решетки, содержащие FAU, которые соединяют волокна с кремниево-фотоническими оптическими двигателями.

Это показывает, что передовые FAU остаются актуальными в нынешних системах CPO.Таким образом, GlassBridge и FAU скорее сосуществуют в разных архитектурах, чем следуют немедленному циклу замены в отрасли..

Усыновление также зависит от:

• повторяемость пассивного выравнивания;

• единообразие канала;

• урожайность процесса производства пластинок;

• устойчивость к ремаркингу;

• контроль загрязнения;

• совместимость PIC;

• проверка и переработка;

• масштабируемость производства;

• общие затраты;

• квалификация клиента.

Никакое одно значение потери сцепления не может определить коммерческое применение.

GlassBridge вышла за рамки лаборатории.

Corning опубликовал спецификации продукции, определил размеры разъемов и возможности наклона, сообщил о результатах сцепления O-диапазона и разработал решения для платформы кремниевой фотоники GF Fotonix.

ВСотрудничество с Corning GlobalFoundriesподтверждает разработку отсоединяемых решений для краевых и вертикальных сцеплений и публичные демонстрации в 2025 году.

Эти этапы устанавливают определенную стадию продукта и демонстрации, но не устанавливают универсальную совместимость или широкое широкомасштабное внедрение.

Рамочная система готовности и оценки технологий GlassBridge

Все еще требуется подтверждение конкретного применения для:

• распределение потерь при сцеплении;

• единообразие канала;

• повторная повторяемость;

• чувствительность к загрязнению;

• тепловая и механическая надежность;

• стабильность обратного потока;

• последовательность производства;

• совместимость PIC;

• процедуры переработки;

• квалификация клиента;

• общие издержки производства.

GlassBridge опубликовал спецификации и этапы литейной платформы, но широкая квалификация клиентов, устойчивый объем производства,и долгосрочная полевая надежность еще не подтверждены публично.

Corning GlassBridge решает реальную проблему оптической упаковки: подключение большего количества волокон к PIC, не позволяя активного выравнивания, накопленная толерантность, постоянная связь,и масштабирование количества каналов становится все труднее.

Его техническое предложение сочетает в себе:

• стеклянные волноводы IOX на основе пластинок;

• пассивное выравнивание;

• преобразование толщины;

• интерфейс физического контакта TMT;

• отсоединительное устройство;

• многоэлементная масштабировка.

Эти особенности создают надежную альтернативу традиционной FAU-связи в выбранных архитектурах с высокой плотностью.

Более широкие стратегические возможности заключаются в стекле как интеграционной платформе.совместимость пакетов, квалификация клиентов, общая стоимость и развитие более широкой производственной экосистемы.

Он соединяет внешние оптические волокна с фотонической интегральной схемой в высокой плотности NPO, CPO и фотонических модулях.

Традиционный FAU обычно использует точное позиционирование волокон и активное выравнивание.

Он может уменьшить или исключить активную регулировку на конечном интерфейсе соединителя, но точность все еще требуется на протяжении всего производства и сборки упаковки.

Отчеты Корнинга подтверждают1.5 дБ O-диапазонная связь волокна-PICЭто опубликованный результат, а не универсальный максимум для каждой конфигурации.

Он может заменить интерфейсы на основе FAU в некоторых конструкциях, но FAU остаются широко актуальными.

Компания опубликовала спецификации и показательные этапы, но широкая квалификация клиентов и устойчивое развертывание больших объемов еще не были публично подтверждены.