面對人工智能數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)吞吐量的指數(shù)級增長，芯片間數(shù)據(jù)傳輸效率已成為制約算力釋放的核心瓶頸。傳統(tǒng)銅互連在帶寬、延遲、能效及信號完整性方面已觸及物理極限。近日，奧地利半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)EV Group（EVG）正式展出面向共封裝光學(xué)（CPO）架構(gòu)的量產(chǎn)級制造工藝，重點(diǎn)推介晶圓級鍵合與納米壓印光刻技術(shù)，旨在解決光子與電子元件異構(gòu)集成中的精密對準(zhǔn)、熱管理及低損耗耦合難題，直接支撐下一代AI基礎(chǔ)設(shè)施的光互連升級。

CPO架構(gòu)將光電集成電路（PIC）、電子集成電路（EIC）、激光器及光學(xué)結(jié)構(gòu)封裝于同一基座內(nèi)，對多材料兼容性提出嚴(yán)苛要求。EVG展示的混合鍵合工藝可實現(xiàn)PIC與EIC的高密度互聯(lián)，有效抑制雙芯片間的寄生電容效應(yīng)，滿足新一代寬帶寬CPO設(shè)計需求。針對光源與調(diào)制器的集成，該企業(yè)采用熔融鍵合技術(shù)，將砷化鎵等III-V族激光材料與薄膜鈮酸鋰（TFLN）或鈦酸鋇（BTO）調(diào)制層進(jìn)行異質(zhì)拼接。此類室溫?zé)o氧化鍵合工藝可形成光學(xué)透明界面，插入損耗極低，且兼容金剛石或碳化硅（SiC）等高導(dǎo)熱材料，為高密度封裝內(nèi)部的熱量導(dǎo)出提供了可靠路徑。在實際產(chǎn)線部署中，鍵合對準(zhǔn)精度通常需控制在亞微米級別，以確保光路傳輸不出現(xiàn)模式失配，同時降低后期光刻對準(zhǔn)的補(bǔ)償成本。

在光路構(gòu)建環(huán)節(jié)，納米壓印光刻（NIL）技術(shù)承擔(dān)核心角色。該工藝通過逐片壓印方式，批量制造控制光路走向的微納光學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)芯片與光纖間的離軸光耦合，涵蓋光柵耦合器、垂直耦合器件及光束整形單元。此外，NIL同樣適用于微LED透鏡陣列的晶圓級加工，通過可重復(fù)的微光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計提升良率與產(chǎn)能。配合臨時鍵合與解鍵合技術(shù)，超薄晶圓在處理激光二極管及先進(jìn)封裝后續(xù)工序時得以保持結(jié)構(gòu)完整，大幅降低薄晶圓加工過程中的碎裂風(fēng)險。對于追求高吞吐量的光模塊制造商而言，NIL的模板復(fù)用特性能夠顯著降低單顆光學(xué)器件的加工成本，是突破CPO價格壁壘的關(guān)鍵工藝之一。相較于電子束直寫，NIL在復(fù)雜衍射光學(xué)元件的大面積制備上具備明顯的節(jié)拍優(yōu)勢。

從實驗室驗證到規(guī)?；圃斓目缭?/h2>

設(shè)備廠商正通過建立專項能力中心縮短產(chǎn)品迭代周期。EVG依托NILPhotonics?與異構(gòu)集成能力中心（HICC），為客戶搭建接近真實產(chǎn)線環(huán)境的測試平臺。采購方與系統(tǒng)整合商可在該環(huán)境中完成CPO模塊的設(shè)計優(yōu)化、工藝參數(shù)調(diào)優(yōu)及可靠性驗證，提前評估向大批量生產(chǎn)過渡的技術(shù)可行性。隨著硅基光子學(xué)與CMOS電路融合加速，行業(yè)技術(shù)路線正明確指向3D光電集成架構(gòu)。未來光輸入輸出芯片將把硅光波導(dǎo)、邏輯電路與激光源整合于可擴(kuò)展的光互連平臺上，這對晶圓級對準(zhǔn)精度、熱應(yīng)力控制及潔凈室制程提出了更高門檻。企業(yè)在引入相關(guān)設(shè)備前，需充分評估現(xiàn)有無塵車間的溫濕度波動容忍度，以及真空腔體對多材質(zhì)顆粒污染的管控能力。

歐洲半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)在高端封裝與微納加工領(lǐng)域具備深厚積累，但CPO的大規(guī)模商用仍面臨供應(yīng)鏈配套與成本控制的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。對于國內(nèi)從事AI服務(wù)器組裝、光模塊代工或半導(dǎo)體封測的企業(yè)而言，選型時需重點(diǎn)關(guān)注鍵合設(shè)備的溫度均勻性控制、NIL模具的壽命管理以及多材料界面的長期可靠性數(shù)據(jù)。當(dāng)前CPO仍處于工程驗證向小批量試產(chǎn)過渡階段，國產(chǎn)替代方案需優(yōu)先攻克高導(dǎo)熱界面材料匹配與自動化檢測標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)維團(tuán)隊在設(shè)備進(jìn)場后，應(yīng)重點(diǎn)建立針對光學(xué)膠材固化曲線和壓印模板清洗周期的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序。只有當(dāng)光電協(xié)同設(shè)計的良率曲線穩(wěn)定并攤薄前期研發(fā)沉沒成本，共封裝光學(xué)才能真正成為數(shù)據(jù)中心底層架構(gòu)的標(biāo)配選項。