光互連技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
光互連技術的實例教程
</p><p><br></p><p><strong>14:50-15:30 電磁仿真：驅動光模塊與CPO創新</strong></p><p><strong>演講嘉賓：</strong>何里 | Ansys高級應用工程師</p><p><strong>內容簡介：</strong>隨著AI、5G、云計算等數據密集型應用的爆發，數據中心網絡面臨前所未有的帶寬壓力和能耗挑戰，本主題將首先回顧交換機的發展背景與傳統架構中電光互連的瓶頸，進一步介紹光模塊技術演進路徑及CPO架構的關鍵優勢；隨后，重點介紹 Ansys 在光模塊與CPO設計中的電磁仿真能力，涵蓋高速信號鏈中的 SI（信號完整性）分析、熱管理 解決方案，助力客戶在復雜多物理環境中優化性能、提升可靠性，加速下一代高速光互連系統的創新與落地。</p><p><br></p><p><strong>15:50-16:30 光電收發一體模塊封裝的設計和實現</strong></p><p><strong>演講嘉賓：</strong>汪云亮 | 華工中央研究院高級工程師</p><p><strong>內容簡介：</strong>在400G/800G高速光模塊需求激增與CPO（共封裝光學）技術變革的雙重驅動下，光電收發模塊的封裝設計正成為影響系統性能、成本及可靠性的核心戰場。將分享通過優化封裝設計，并通過光電鏈路系統仿真，優化光電系統以滿足系統指標。
展開 由于圖案微型化技術的發展，這一預測被稱為摩爾定律，直到最近才得以實現。然而，摩爾定律可能不再有效，因為技術進步已達到極限，并且由于使用極紫外 (EUV) 光刻系統等昂貴設備而導致成本上升。與此同時，市場對不斷完善的半導體技術的需求仍然很大。為了彌補技術進步方面的差距并滿足半導體市場的需求，出現了一種解決方案： 先進的半導體封裝技術。
盡管先進封裝非常復雜并且涉及多種技術，但互連技術仍然是其核心。本文將介紹封裝技術的發展歷程以及 SK 海力士最近在幫助推動該領域發展方面所做的努力和取得的成就。
互連在先進封裝中的重要性
首先，需要注意的是，互連技術是封裝中關鍵且必要的部分。芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進行操作。由于半導體產品的速度、密度和功能根據互連方式而變化，因此互連方法也在不斷變化和發展。
除了開發各種工藝以在晶圓廠實現精細圖案外，還全面努力推進封裝工藝中的互連技術。因此，開發了以下四種類型的互連技術：引線鍵合、倒裝芯片鍵合、硅通孔 (TSV) 鍵合以及小芯片混合鍵合。
1、硅通孔 (TSV)：一種垂直互連通路（通孔），完全穿過硅芯片或晶圓，以實現硅芯片的堆疊。
2、Chiplet：按用途（例如控制器或高速存儲器）劃分芯片并將其制造為單獨的晶圓，然后在封裝過程中重新連接的技術。
展開 銅互連技術已經20歲啦！然而，即使芯片制造技術已經經歷了20年的發展，銅的革命仍然被認為是該行業有史以來最為重大的變化之一。歸功于銅的集成，電子產品從此變得速度更快，性能更強大，性價比更高。為了紀念這個重要的里程碑，讓我們一起來回顧該行業正在經歷的變革以及成功集成銅的過程。
芯片微縮導致鋁互連技術不再適用
集成電路最初用鋁作為導體，二氧化硅作為絕緣體（電介質），構建一個互連層，來將多個器件連接在一起。整個互連的過程由鋁沉積在晶圓表面開始，隨后通過選擇性刻蝕形成布線圖案，沉積氧化物絕緣體，并利用化學機械平坦化 (CMP) 工藝將粗糙的表面變得平坦。
20 世紀 80 年代后期，隨著器件特征尺寸繼續縮小，越來越薄的鋁線無法實現所需的速度和電性能，因此需要一種性能更優的導電材料，以適應繼續縮小的器件尺寸，同時保持芯片制造商預期的成本效益。多年來，該行業的發展大致遵循摩爾定律，即晶體管密度每 18 個月翻一倍。然而，由于鋁互連的電性能局限性，芯片的微縮將無法繼續進行，業內人士便開始尋找可替代材料。
銅帶來的挑戰
人們首先想到的是銅，它具有更低的電阻率，且可實現更快的器件速度。
展開 圖7：來自CTMd FEOL設備功率（右）和作為導線基礎溫度的芯片層上的熱分布
總之，隨著包括FinFET在內的先進工藝技術，隨著SOC密度的增加，芯片內部的由熱引起的電遷移也隨之增加，這是一個主要的可靠性問題。
Ansys開發了一種創新技術，該技術利用導線的自加熱引起的T和熱耦合來精確、有效地計算當今SoC中數以億計的納米導線的溫度，而不是采用傳統的基于最壞情況下的平均溫度的方法。Ansys提供一種溫度感知EM方法，利用自加熱和芯片封裝系統熱環境，使設計人員能夠為移動、通信和汽車等市場制造最可靠的IC。
Luxtera曾研發世界第一款CMOS光子器件，為最早推出商用級硅光集成產品的廠商之一，2015年發布100GPSM4硅光子芯片;Acacia400G硅光模塊方案主要是將分離光器件集成為硅光芯片的基礎上再與自研DSP電芯片互聯，最終外接激光器進行封裝，已于2020年開始送樣給客戶。
阿里云與Elenion合作推出自研硅光模塊2019年9月宣布推出基于硅光技術的400GDR4光模塊。華為收購英國光子集成公司CIP和比利時硅光子公司Caliopa小型高容量硅光芯片。
二是封裝企業
隨著芯片制程的逐步縮小，摩爾定律正在遇到天花板，其中芯片互連是目前的技術瓶頸之一。
硅光子封裝內集成可以改善延遲、提高帶寬，同時可以顯著降低對功率的需求，使TBps數量級的數據傳輸成為可能。
目前硅光子封裝類技術已經出現廠商開始嘗試使用，如英特爾在高速光纖收發模組上采用硅光子封裝集成。在國內封測巨頭長電科技的布局中，其副總裁陳靈芝曾預測未來封裝技術可能方向是硅光子封裝方向。目前，長電科技已經關注硅光封裝技術。
隨著摩爾定律腳步的放緩，探索新的技術已經成為目前半導體領域的關鍵任務。將光子和集成電路的電子結合在一起，甚至是用光子替代電子形成“片上光互聯”，以實現對現有光模塊產業鏈的重塑，正成為半導體行業數個“顛覆式創新”中的重要方向之一。
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為助力行業把握變革脈搏，我們特邀華中科技大學/湖北光谷實驗室張宇教授分享全球光電芯片技術突破與產業化進展，以及片間/板間光互連技術的最新進展與挑戰。
英特爾聯合創始人戈登摩爾曾預言，芯片上的晶體管數量每隔一到兩年就會增加一倍。由于圖案微型化技術的發展，這一預測被稱為摩爾定律，直到最近才得以實現。然而，摩爾定律可能不再有效，因為技術進步已達到極限，并且由于使用極紫外 (EUV) 光刻系統等昂貴設備而導致成本上升。與此同時，市場對不斷完善的半導體技術的需求仍然很大。為了彌補技術進步方面的差距并滿足半導體市場的需求，出現了一種解決方案
研究人員分別在單顆硅基光發射芯片和硅基光接收芯片上集成了8個通道高速電光調制器和高速光電探測器，每個通道可實現200Gb/s PAM4高速信號的光電和電光轉換，最終經過芯片封裝和系統傳輸測試，完成了單片容量高達8×200Gb/s光互連技術驗證。
我國十分重視硅光芯片產業的發展，但目前國內的高端硅光芯片以設計為主，流片主要還是在國外。
翻譯：上海安世亞太
在移動計算和通信技術的推動下，SoC在硅集成技術、先進的低功耗技術以及采用多種封裝技術來滿足更高的性能要求等方面迅速發展。物聯網（IoT）正在為聯網設備和系統開辟新的應用領域，其中低功耗、高性能和可靠性成為首要的關注點。由于溫度對功率、性能和可靠性會產生巨大影響，因此要求設計師在設計流程中必須要進行精確的熱分析。
在FinFET或FDSOI等先進的工藝技術中
銅互連技術已經20歲啦！然而，即使芯片制造技術已經經歷了20年的發展，銅的革命仍然被認為是該行業有史以來最為重大的變化之一。歸功于銅的集成，電子產品從此變得速度更快，性能更強大，性價比更高。為了紀念這個重要的里程碑，讓我們一起來回顧該行業正在經歷的變革以及成功集成銅的過程。
