數(shù)字時(shí)代從日常刷手機(jī)、遠(yuǎn)程辦公，到AI數(shù)據(jù)中心的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，背后都離不開隱形功臣：光模塊（Optical Transceiver）。作為電信號與光信號的轉(zhuǎn)換橋梁，它不僅決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c穩(wěn)定性，更在技術(shù)迭代中，展現(xiàn)了其獨(dú)特的優(yōu)勢。

什么是光模塊？

光模塊是一種集成了光電轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備。它能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為光信號發(fā)送出去，同時(shí)也能將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。通常安裝在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)、路由器、服務(wù)器等）的接口上，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。

▲ 圖片來源：知乎光博君

光模塊有哪些結(jié)構(gòu)？

光模塊遵循芯片—組件(OSA)—模塊的封裝順序。激光器芯片和探測器芯片通過傳統(tǒng)的TO封裝形成TOSA及 ROSA ，同時(shí)將配套電芯片貼裝在 PCB，再通過精密耦合連接光通道和光纖，最終封裝成為一個(gè)完整的光模塊。新興的主要應(yīng)用于短距多模的COB采用混合集成方法，通過特殊的鍵合焊接工藝將芯片貼裝在PCB上，采用非氣密性封裝。

未來發(fā)展趨勢有哪些？

LPO線性驅(qū)動可插拔光學(xué)系統(tǒng)：優(yōu)化節(jié)能方案

LPO（線性可插拔光模塊）的核心突破，就是拋棄了傳統(tǒng)光模塊里能耗較高的DSP（數(shù)字信號處理）芯片，改用線性模擬技術(shù)直接驅(qū)動光電器件。

這一改變帶來的好處很直接：大幅降低能耗和傳輸延遲，對于追求極高效能的AI計(jì)算中心來說，LPO是2025-2026年最值得期待的增量技術(shù)，能有效解決數(shù)據(jù)中心“耗電高、延遲高”的痛點(diǎn)。

硅光子技術(shù)：利用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)光電集成，降低成本。

硅光子學(xué)（SiPho），簡單說就是把激光器、調(diào)制器、探測器等關(guān)鍵光學(xué)組件，全部集成到一塊硅芯片上，再和DSP、驅(qū)動芯片等電子元件一起封裝。

它最大的優(yōu)勢，就是采用了和我們?nèi)粘Ｓ玫男酒粯拥腃MOS工藝，既能降低制造成本，還能提高集成度、減少功耗。而且相比傳統(tǒng)光子電路，硅的折射率更高，能實(shí)現(xiàn)模塊小型化，還能批量集成各種光學(xué)元件，完美解決了傳統(tǒng)光子電路“體積大、成本高、功耗高”的問題。

隨著數(shù)據(jù)中心、自動駕駛等場景對數(shù)據(jù)傳輸需求的暴漲，硅光子技術(shù)正在推動“電子學(xué)”和“光子學(xué)”的融合，成為高速通信領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。

共封裝光學(xué)（ CPO ）：將光引擎與ASIC芯片集成，降低功耗和延遲。

CPO，英文全稱 Co-packaged optics，共封裝光學(xué)/光電共封裝。CPO是將交換芯片和光引擎共同裝配在同一個(gè)Socketed（插槽）上，形成芯片和模組的共封裝。

NPO，英文全稱Near packaged optics，近封裝光學(xué)。簡單來說，NPO/CPO是將網(wǎng)絡(luò)交換芯片和光引擎（光模塊）進(jìn)行“封裝”的技術(shù)。我們傳統(tǒng)的連接方式，叫做Pluggable（可插拔）。光引擎是可插拔的光模塊。光纖過來以后，插在光模塊上，然后通過SerDes通道，送到網(wǎng)絡(luò)交換芯片（AISC）。

液冷技術(shù)革新：應(yīng)對高速傳輸?shù)纳犭y題

由于光模塊屬于動件，且周圍的部件皆存一定的公差，使得冷板需要具備靈活性，可支持所有部件產(chǎn)生的浮動公差。浮動公差也就意味著當(dāng)出現(xiàn)極限公差時(shí)，有可能造成光模塊與冷板的連接過緊從而造成需要較大的力度才可拔出光模塊。因此導(dǎo)熱材料需要具備耐摩擦的特性，在液冷的設(shè)計(jì)方面需要考慮克服干接觸的影響和光模塊的工作溫度。尤其在冷板內(nèi)部需要做微結(jié)構(gòu)的特征處理，需要溫差而保證傳熱效果，以及流阻大小以及空間狹小需要保證也冷的承壓要求，冷板內(nèi)部需要額外預(yù)留支撐涉及，避免壓力過大時(shí)出現(xiàn)冷板變形的問題。

未來技術(shù)的發(fā)展趨勢中帶來的質(zhì)量挑戰(zhàn)？

01芯片內(nèi)部的缺陷檢查

02熱傳感器缺陷檢查

▲在連接墊上未發(fā)現(xiàn)任何裂紋。但傳感器內(nèi)部有許多空洞。

▲橋連

蔡司解決方案：VersaXRM 615

▲蔡司解決方案：VersaXRM 615

ZEISS Versa 3D X射線顯微鏡（XRM）可為各種材料和工作環(huán)境提供卓越的三維圖像質(zhì)量和數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)具有基于同步加速器口徑光學(xué)器件的兩級放大倍率以及RaaD?（大工作距離下的高分辨率）技術(shù)，在較長的工作距離下依然保持優(yōu)異的分辨率。無損成像技術(shù)可以保持并延長樣品的使用時(shí)間，從而滿足四維和原位研究需求。

03芯片光波導(dǎo)距離測量

蔡司解決方案：Axio Imager2

▲蔡司解決方案：Axio Imager2

ZEISS Axio Imager 2為要求苛刻的材料分析任務(wù)、新材料開發(fā)以及常規(guī)質(zhì)量控制和顆粒分析而定制的系統(tǒng)平臺。通過自動化工作流程獲得可重復(fù)的結(jié)果和高生產(chǎn)率，最高放大倍率可達(dá)7500倍，可滿足具有挑戰(zhàn)性的分析要求。ZEISS Axio Imager 2具有高度適應(yīng)性，是多模式工作流程的核心。

04導(dǎo)熱膠缺陷檢查

05錫球缺陷檢查

蔡司解決方案：METROTOM

▲ ZEISS METROTOM 1500 工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)

更高的圖像質(zhì)量

高分辨率與可追溯精度，蔡司METROTOM 1500展現(xiàn)了卓越的圖像效果，即便是極細(xì)微的缺陷也能清晰呈現(xiàn)。AMMAR、BHC軟件以及蔡司scatterControl硬件模塊共同保障了無可挑剔的質(zhì)量。此外還嚴(yán)格遵循VDI/VDE 2630標(biāo)準(zhǔn)中可追溯精度的要求。

小結(jié)

光模塊是現(xiàn)代通信的質(zhì)量擔(dān)當(dāng)。它的質(zhì)量與數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)度與速度息息相關(guān)，不管是交換機(jī)還是服務(wù)器，都離不開它的硬核支撐。從“芯片—組件—模塊”的精密封裝，到新興COB封裝的工藝嚴(yán)控，每一步都藏著質(zhì)量密碼。

蔡司擁有豐富的產(chǎn)品線包含顯微鏡，藍(lán)光掃描儀，三坐標(biāo)，工業(yè)CT，助力全面解決電子客戶面臨質(zhì)量挑戰(zhàn)與痛點(diǎn)。