2019年OFC,,Juniper公司展出基于硅光技術(shù)的100G QSFP28和400G QSFP-DD封裝的兩款光模塊,,成為又一家推出光模塊產(chǎn)品的設(shè)備公司。 Juniper Networks,,中文名:瞻博網(wǎng)絡(luò),,2016年8月,以1.65億美金收購硅光子公司Aurrion,,獲得硅光技術(shù),。 硅光子公司Aurrion,成立于2008年,,創(chuàng)始人為UCSB的Alexander Fang和John Bowers教授,。Aurrion是一家光芯片的fabless公司,最核心的技術(shù)是InP等III-V材料與Si光芯片的異質(zhì)集成技術(shù),,可以實(shí)現(xiàn)單片集成的硅光收發(fā)器,。 這種技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過Intel光模塊的商業(yè)驗(yàn)證,Intel的硅基激光器技術(shù)也是與UCSB John Bowers教授合作開發(fā)獲得,,兩者源出同門,。 1. 異質(zhì)集成工藝 Juniper/Aurrion的異質(zhì)集成工藝的一個(gè)簡單示意如下圖所示: Juniper/Aurrion的異質(zhì)集成工藝 [From:Juniper] (1)先制作好硅光無源器件,將III-V族材料鍵合在硅晶圓上,,這里可以鍵合多片,,只在需要III-V族材料的區(qū)域鍵合即可; (2)III-V族晶圓材料襯底的移除,; (3)III-V族器件的制作工藝,,這里III-V族器件與硅波導(dǎo)的對準(zhǔn)通過光刻工藝實(shí)現(xiàn); (4)制作電極,、氣密性處理,、后端測試等工藝。 2. 400G PIC和OPTO-ASIC Juniper的400G FR4和DR4單片集成光芯片 [From:Juniper] Juniper的Opto-ASIC芯片 [From:Juniper] Juniper的硅光芯片將Tx和Rx端的所有功能器件都集成在了同一個(gè)Si芯片上,其工藝在主流的Fab廠制作,。其光芯片的設(shè)計(jì)中,,利用光開關(guān)制作了光環(huán)回結(jié)構(gòu),可以在生產(chǎn)線上進(jìn)行環(huán)回測試,,提升良率,。 其Opto-ASIC是將硅光芯片、MCU和各種ASIC芯片利用flip-chip工藝封裝在同一個(gè)PCB襯底上,,芯片的一端預(yù)留光纖接口,,因光電芯片配合緊密,信號(hào)完整性更好,。Opto-ASIC連接上光纖,、加上電源芯片、少量阻容元件和PCB板就是一個(gè)光模塊,。另外,,Opto-ASIC支持回流焊工藝,這一點(diǎn)在實(shí)際生產(chǎn)中非常重要,。 3. Pluggable,、OBO、Co-package Juniper的Opto-ASIC是一個(gè)兼容性很強(qiáng)的模塊化設(shè)計(jì)思路,,Opto-ASIC只需要更換PIC就可以實(shí)現(xiàn)400G DR4和400G FR4的切換,,兩種模塊還可共用同一套PCBA,這樣可以降低成本,。 Juniper的400G DR4和FR4硅光模塊 [From:https://www./blog/junipers-ofc-photonics-announcement-is-a-big-deal] 另外,,Opto-ASIC還可以輕松實(shí)現(xiàn)COBO封裝和On-Board Opto-ASIC。下圖一個(gè)板載光學(xué)交換機(jī)的示意圖,,將32個(gè)Opto-ASIC通過回流焊的方式焊接在交換機(jī)的PCB板上,Opto-ASIC光接口固定在前面板,,實(shí)現(xiàn)32x400G端口的12.8Tbps交換容量的交換機(jī),。 Opto-ASIC的無限擴(kuò)展 [From:Juniper] Juniper未來規(guī)劃通過3.2Tbps(光8x400G,電32 lanes 112G)的Opto-ASIC實(shí)現(xiàn)51.2Tbps的光電合封芯片,。3.2Tbps Opto-ASIC通過3D封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn),。 Juniper的Co-packaged Optics規(guī)劃 [From:Juniper]
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