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激光聚合光子线键合技术的数据传输速率接近1太比特/秒

DOI：10.1038/s41377-020-0292-1 期刊：Light: Science & Applications 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 微电子技术通过引线键合解决了现代计算与通信中集成芯片（IC）封装不同功能元件的挑战。小型化是追求更快、更便携且成本更低（材料用量更少）解决方案所引导的趋势，引线键合技术也随之发展以适应芯片和印刷电路板日益复杂的3D架构。而使用光子而非电子能提供更快、更强大的计算与通信能力，这正是光纤通信快速发展的根本原因之一——其在约1000公里的长距离传输中尤其高效。微电子领域的数据传输也日益受益于光互连技术，但该技术在微型IC尺寸上存在扩展难题。光纤在长距离数据传输中取代铜线的总体趋势符合小型化发展方向，如今这一技术又在微观尺度实现新突破：光子引线键合解决了微电子引线键合的同类问题，但应用于芯片间互连的光通信领域。 最新研究展示了一项里程碑成果：采用光子引线键合技术，将硅光子发射器与1.5μm InGaAsP激光器共封装，在75公里信道上实现了约0.8Tbit/s的数据传输速率。该纪录速度的达成综合了多项突破：仅0.7dB的光学插入损耗；通过直接激光写入无缝实现单模光纤操作/滤波所需的引线锥度调控；最重要的是，光子引线键合解决了元件间严苛的光学对准要求，为自动化封装方案开辟可能?；诔墒旎ゲ菇鹗粞趸锇氲继寮际醯墓韫庾悠教?，现在可通过光子引线键合与其他平台的光源及非线性光学元件结合，从而实现混合光子芯片?？榛?。这体现了现代技术发展中复杂性与小型化并进的演进趋势——该原则正是过去数十年微电子领域确立的指导方针。
作者： Saulius Juodkazis
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究光子线键合技术在芯片间互连层面用于光通信的应用，以实现更快、更稳健的计算与通信。

研究成果

光子线键合技术是光通信领域的一项重大突破，它能在芯片间互连层面实现更快、更稳健的数据传输。该技术所展现的低光学插入损耗以及三维直接自由曲面写入的灵活性，为自动化封装解决方案和混合光子芯片?？榭倭诵峦揪?。未来，随着制造吞吐量和精度的提升，光子线键合的性能有望得到进一步增强。

研究不足

该研究强调需精确控制抗蚀剂成分以最小化吸收和散射，这对实现无损耗光子线键合至关重要。建议通过开发新材料和改进激光束扫描技术以实现进一步突破。

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