《基于无源耦合技术的超算应用类光模块》

该项目所属科学技术领域为光纤通信技术领域。

随着云计算、移动互联、云存储和大数据的应用需求,使网络带宽需求呈现出每5到6年增长10倍的趋势。互联网时代对信息传输带宽的渴求,对光收发模块的发展提出了全新的要求。可以概括为:体积更小、功耗更低、速度更高、容量更大、成本更低。而采用高速晶片直接封装(Chip on Board)技术的85Onm VCSEL短距离光模块是带宽需求最好的解决方案之一,特别是在云存储、数据中心、超级计算等领域存在广阔的应用市场。

作为高速光模块的核心封装技术,晶片直接封装技术是将光芯片直接封装在电路板上,采用有源光缆设计技术、透镜阵列技术(Lens Array)、多通道无源耦合技术,突破TO-CAN封装模式中封装材料对速率的限制以及封装造成的空间限制,利于材料散热并有效降低材料成本。项目的完成将会推动宽带普及,带动国家GDP增长,将助力云计算、数据中心、超级计算中心持续发展。

该项目主要创新点如下:

1、创新开发12路μm级高精度透镜阵列,光路串扰控制在-40dBm以内,并实现5μm精度的无源耦合;通过对lens结构的设计来优化光路,通过光路转折可以兼容各种尺寸的IC芯片;对透镜腔体进行屏蔽层处理,有效地解决高速电信号串扰问题;通过分光反射透镜设计,实现了带Monitor PD的真实光功率监控功能。

2、基于自主开发的光学平台,实现光路的无源耦合技术,属于业内首创。自主设计的高精度光学透镜、透镜支架、固定支架、光纤支架等精密组件配合精度保证在5μm误差内,光学器件贴片位置误差为7μm以内,通过对光路的设计改善发射耦合效果和接收效率同时兼顾最优,从而保证可靠的光学性能。采用这种无源耦合技术,相比有源耦合,大幅提升耦合效率8倍以上。

3、自主开发设计的刚柔结合和立体排布的高速PCB设计技术,解决了密集高速信号线排布,高速模块EMI干扰,芯片散热等问题,推出解决高速并行光模块的综合方案。

4、开发设计了COB的Die bond、Wire bond技术,较传统的TOSA/ROSA光组件结构,去除了TO-head、Window cap和软板PCB等配件,突破了TO对速率和密度的限制。高精度的贴片技术能够达到+/-7μm的精度控制,优良的COB工艺控制技术保障产品生产良率能够达到96%以上。

该项目已经累计研发出20多款基于COB技术的光模块,特别是推出4x10Gbps QSFP+SR4、4x25Gbps QSFP28 SR4,8X25G QSFP-DD,8/25G OSFP等高端光模块,在光组件设计/加工、耦合技术、光模块设计方面持续研究,累计获得授权发明专利10项。海信宽带公司在COB技术光模块开发方面拥有足够的技术经验积累,项目打破国外技术门槛,实现晶片直接封装技术成功商用化,使海信宽带公司在COB技术领域达到国际领先水平,并创造巨大产值,自规模商用以来已经累计实现新增产值28779.96万元、新增利润6609.42万元、新增税收2720.08万元。随着市场逐渐开放,后续会持续产生更大的经济效益。

该项目有力地支持了华为、中兴、Microsoft、Intel、Oracle、Dell等厂商的需求,推动整个行业快速发展,特别是基于10Gbps、25Gbps速率的光模块和设备大规模商用,满足不断增长的带宽需求,推动数据中心、云计算、超算中心等快速发展,提高中国光通信技术的长期持续的国际竞争力。

成果说明

青岛海信宽带多媒体技术有限公司作为行业内的光通信专家,为满足国内外市场特别是数据中心、云计算、超级计算等对大数据快速传输的要求,组建专家团队开发完成了基于晶片直接封装技术(ChiponBoard)的高速光模块。 目前,基于海信宽带公司COB技术平台,海信宽带公司已经开发出40Gbps、100Gbps、200Gbps等十几款高速光模块,并规模上量生产。相关光模块产品在华为、中兴、Microsoft、Intel、Oracle、Dell等国内外客户大规模商用,截止2018年底累计实现新增销售额28779.96

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。