계산력 수요가 폭발적으로 증가하는 포스트모어 시대에 데이터의 고속 전송은 시스템 성능을 제약하는 핵심 병목 현상이 되었다.구리 상호 연결의 전통적인 전기학 상호 연결 기술은 물리적 한계에 직면하고 있으며, 광자 집적 기술은 고대역폭, 저지연, 방해에 대한 절대적인 우세로 이 난제를 해결하는 핵심 경로가 되고 있다.그러나 마이크로미터급 광자칩을 외부 세계와 어떻게 효율적이고 안정적으로 연결할 것인가는 줄곧 업계가 직면한 거대한 도전이었다.광자 지시선 결합 인쇄 시스템은 일종의 광 상호 연결 패키지 기술로서 그 유연성, 고정밀도와 자동화 잠재력으로 고속 광통신, 인공지능 계산, 센싱 등 분야에 새로운 가능성을 열고 있다.

1. 기술 병목: 전통적인 광연결의"마지막 1킬로미터"난제

광자 통합 칩 (PIC) 의 패키지에서 가장 큰 비용과 기술적 과제는 광섬유와 칩의 나노 광파 전도의 도킹에서 비롯됩니다.전통적인 접근 방식은 다음과 같은 큰 어려움을 겪고 있습니다.

1.정밀도 요구 사항에 맞추다: 단일 모드 광섬유의 모듈 지름은 약 10 마이크로미터에 불과하며, 칩 웨이브와의 표준 허용 차이는 마이크로미터급이어야 하며, 조립 난이도가 매우 높다.

2.공예가 복잡하고 원가가 비싸다: 정밀기계조정, 주동적인 조준과 접착에 의존하여 시간과 힘을 소모하고 규모화하기 어려우며 포장원가는 부품총원가의 80% 이상을 차지할수 있다.

3.유연성 차: 일단 고착화되면 연결 경로가 고정되어 칩의 다른 위치, 다른 높이의 포트 상호 연결에 적응할 수 없으며 설계 자유도가 낮다.

2. 핵심원리: 빛으로"인쇄"하여 형태에 의한 광파도에서 나온다

광자 지시선 키 조합 인쇄 시스템의 핵심 아이디어는 놀랍습니다. 3D 프린터처럼 두 개의 광학 포트를 연결하는 임의의 형태의 광파 전도를"잉크"로 3D 공간에서 직접"인쇄"합니다.

그 워크플로우는 여러 기술이 융합된 정교한 무용이다.

1.정밀 위치: 고해상도 시각 시스템은 먼저 칩의 광파 전도 단면과 목표 광섬유 단면을 영상화하고 정밀 위치를 정하여 3차원 좌표 모델을 구축한다.

2.초속 레이저 직사: 시스템은 초속 초속 레이저 포커스를 제어하여 특수한 광 민감 폴리머 ("잉크") 내부에 정확하게 초점을 맞춘다.이 재료는 레이저 초점에서 이중 광자 흡수 효과가 발생하여 국부 중합이 고착화되고 초점 이외의 영역은 액체 상태를 유지한다.

3. 3차원 "그림": 미리 설정된 프로그램 경로에 따라 레이저 초점이 3차원 공간에서 이동하여 양쪽 끝을 연결하는 임의의 곡선 궤적을 스캔한다.지나가는 곳의 재료가 고화되어 액체 중합물에 묻힌 고체, 저손실 광전도를 형성한다.

4. 후처리 및 보호: 인쇄가 완료되면 고화되지 않은 액체 수지를 씻어내고 구조가 완전한 광자 지시선을 남긴다.일반적으로 보호 계층을 덮어 안정적인 내장형 광 연결 구조를 형성합니다.

3. 광자 지시선 결합 인쇄 시스템 시스템 구성과 기술 우위

완벽한 PWB 시스템 세트는 다양한 첨단 기술의 집대성자입니다.

- 초고속 레이저 시스템: 이중 광자 중합을 유발하는 데 필요한 피크 파워 스핀들 레이저를 제공합니다.

- 고정밀 3D 모션 플랫폼: 나노 레벨 해상도의 레이저 포커스 위치 및 스캔을 구현합니다.

- 다중 시야각 시각 위치 시스템: 초기 고정밀 조준 및 프로세스 모니터링에 사용됩니다.

- 재료 체계: 광 상호 연결을 위해 개발된 저손실, 고투명 포토레지스트.

- 지능형 제어 소프트웨어: 시각 인식, 경로 계획, 프로세스 제어가 통합된 핵심 두뇌.

혁신적인 이점은 다음과 같습니다.

1.설계 자유: 임의의 3D 곡선을 인쇄할 수 있어 서로 다른 평면, 서로 다른 각도 포트 간의 저손실 상호 연결을 쉽게 실현할 수 있어 전통적인 평면 광로 설계의 제한을 극복했다.

2.조준 용량차: 인쇄된 전도 양끝은 칩의 전도보다 더 넓게 만들 수 있다."빛 깔때기"처럼 도킹의 정밀도 요구를 효과적으로 낮출 수 있다. 마이크로미터에서 수 마이크로미터로 완화된다.

3.자동화 및 확장성: 전체 과정은 컴퓨터 프로그램에 의해 제어되며, 포장 비용과 주기를 대폭 낮추는 고속, 전자동 포장 솔루션으로 발전할 가능성이 매우 높다.

4.우수한 성능: 인쇄된 전도 손실은 0.05dB/mm 이하로 낮을 수 있으며, 성능은 기존 제조된 광전도에 가깝다.

4. 응용 전망: 광자 집성의 새로운 기원을 열다

1.고속 광 통신: 데이터 센터 내부, CPO/OBO (총 패키지/온보드 광학) 등 선진 패키지 형식에 고효율, 저비용의 칩급 광 상호 연결 솔루션을 제공한다.

2.인공지능과 고성능 컴퓨팅: AI 가속기, 광 컴퓨팅 칩 등 복잡한 다중 칩 시스템에서 고밀도, 저지연의 칩 간 광 상호 연결을 실현한다.

3.양자 정보 처리: 양자 칩의 다른 기능 유닛을 연결하는 데 사용되며, 낮은 손실과 유연한 배선에 대한 요구는 PWB 기술과 고도로 일치합니다.

4.첨단 센싱 및 의료 장비: 통합 광자 센서에서 광원, 탐지기 및 센싱 유닛을 유연하게 연결하여 더욱 컴팩트하고 성능이 우수한 센싱 모듈을 제조합니다.

광자 지시선 결합 인쇄 시스템은 마이크로미터 척도에서 창작을 진행하는"미시적 조각가"에 가깝다.그것은 한 묶음의 빛을 각도로 삼고, 지능을 청사진으로 삼으며, 3차원 공간에서 자유롭게 빛의 통로를 짜고 있다.이 기술은 광자 통합 패키지의 핵심 문제점을 해결할 뿐만 아니라 광자 부품의 설계와 혁신에 무한한 상상의 공간을 열어준다.그것은 조용히"전기 상호 연결"에서"빛 상호 연결"에 이르는 패키지 혁명을 추진하고 있으며, 차세대 계산력 인프라 건설을 위해 미래로 가는"빛의 고속도로"를 부설하고 있다.