嘉宾观点 | 突破AI光互连瓶颈:凌云光杨睿详解先进光电封装与精密检测技术方案

光通信作为AI时代智能算力的核心底座，已迈入高景气的全新产业发展周期。光模块则是资本市场“最靓的仔”，CPO/NPO/LPO/XPO等“x”PO技术百花齐放。在这一背景下，由中国国际光电博览会、C114通信网联合举办，深圳市光学光电子行业协会、苏州市光电产业商会、苏州市光电通信协会协办的“x”PO赋能AI数据中心光互连论坛于2026年5月28日在上海盛大举行。

在本次论坛上，凌云光技术股份有限公司光纤器件与仪器事业部解决方案经理杨睿发表《突破AI光互连瓶颈：先进光电封装与精密检测技术方案》的主题演讲，探讨AI光互连的需求与挑战，并详解了当前的先进光电封装等前沿技术方案。

AI时代光互连的需求与挑战

随着AI大模型参数规模突破万亿级，对芯片算力的需求呈指数级增长。数据显示，每两年模型参数增长约100倍，芯片算力提升3.3倍，而互连速度仅增长1.4倍——算力与互连能力严重不匹配，直接导致AI集群内部通信瓶颈，大量算力被浪费，实际有效算力远低于理论线性增长。因此，光互连的核心使命，就是打破这堵“算力墙”，释放芯片全部潜能。

在AI时代，光互连的角色也发生了根本转变。从机架间配套设施转变为深入服务器内部、连接GPU与GPU、芯片与芯片的核心技术底座。当前业界正积极探索以CPO为核心，LPO、NPO、XPO并行发展的多元技术路径。

杨睿援引LightCounting的预测指出，到2030年CPO将成为高速光互连市场的核心架构。

台积电专为CPO打造的硅光+3D封装一体化平台COUPE已于2025年完成生产验证，并与英伟达、博通锁定合作。其中，英伟达Quantum-X交换机提供115.2T总带宽，博通Tomahawk 6交换芯片集成16个6.4T硅光引擎，容量达102.4T。

2026年5月，台积电官宣COUPE on Substrate（基板级 CPO）进入量产，标志着CPO从概念走向商用，也意味着CPO的元年到来。但该平台仍面临光耦合损耗高、热管理压力大、3D堆叠良率低及制造成本高昂等挑战。

突破瓶颈：先进光电封装与精密检测技术方案

针对上述瓶颈，杨睿围绕五大关键技术方向展开介绍。

首先是光子引线键合（Photonic Wire Bonding, PWB）。这是一种革命性的光芯片互连技术，采用飞秒激光直写技术。其优势包括支持三维布线、灵活连接，轻松跨越芯片或封装件之间的高度差；高容差性，对准偏差可达±30 μm，无需高精度/有源耦合对准；同时支持任意模场及异质材料之间的连接，在不同环境下保证高可靠性，支持自动化量产。

实测表明，在500次高低温循环（-40℃~+85℃）及2000小时双85湿热测试中，耦合损耗基本保持稳定。加工效率方面，单组PWB或附面微透镜（FaML）仅需约20秒，良率超99%。

日本住友电工案例显示，采用PWB工艺实现PIC芯片与玻璃基板光波导耦合，损耗为1.9dB~2.3dB；采用附面微透镜(FaML)工艺制作CPO垂直耦合透镜，耦合损耗分别为-1.8 dB和-1 dB，对准容差±10μm，并能在200mW功率下稳定工作5000小时。

二是玻璃通孔（Through Glass Vias, TGV）技术。TGV是在玻璃基板上制造垂直导电通道的先进封装技术，可实现芯片间高密度垂直互连。相比传统硅通孔TSV，TGV具备四大优势：包括低介电常数与损耗，适配1.6T/3.2T高速互连；热膨胀系数与芯片高度匹配，减少热应力与大封装翘曲；支持面板化封装，突破晶圆尺寸限制；综合成本能有效降低。

随着AI芯片尺寸不断增大，CoWoS开始逼近“面积极限”，台积电推动的下一代CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）路线，TGV与玻璃基板，正在开启下一代先进封装新周期。

此外，目前主流玻璃成孔方案为选择性激光诱导刻蚀（SLE）。该工艺可在厚度≤1.1mm、最大600mm×600mm面板上加工最小10μm孔径、深径比100:1的通孔，定位精度±3 μm。

三是光纤阵列（FAU）。FAU作为光互连系统的“插座”，二维矩阵式排布可在24mm×24mm空间内容纳3600根光纤，极大扩展通信容量，从容应对AI数据洪流。

其加工定位精度＜0.5μm，孔径公差±0.5μm，支持直孔、锥孔、喇叭孔等多种孔型。

四是飞秒直写光波导。该技术利用飞秒激光在玻璃内部非线性改性，改变局部折射率，无需掩模，直接“写入”三维光波导，突破传统平面光波导限制。

其典型应用包括：玻璃基TGV+光波导共封装实现光电一体化；玻璃光学桥接替代传统短光纤跳线；多芯光纤扇入/扇出；以及支撑万卡级智算集群的低延迟芯片级互连。

五是全息断层扫描成像（Holographic Tomography，HT）检测技术。该技术结合了数字全息术与计算机层析成像技术的优势。针对上述精密加工结果，HT技术可对透明或半透明物体进行非接触、无损的内部三维结构成像。

该技术适用于检测TGV/FAU通孔几何形貌、侧壁粗糙度及缺陷分析，保障垂直互连性能。同时可精确测量直写光波导的三维形貌、尺寸、折射率及耦合对准情况，确保光路信号传输的稳定性与准确性。

最后，杨睿总结道，AI算力爆发使光互连成为释放芯片潜能的核心技术底座。以PWB、TGV、FAU、直写光波导为代表的先进封装工艺，结合全息断层扫描成像等精密检测技术，将持续助力高密度光电共封装系统演进，推动AI光互连技术从概念走向规模化商用。

“2026中国光通信高质量发展论坛”是由CIOE中国光博会与C114通信网联合推出的大型研讨会系列活动，接下来还将举办多场相关会议，欢迎持续关注：

*具体请以实际为准

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