Dans l'ère post - mauresque de l'explosion de la demande de calcul, la transmission à grande vitesse des données devient un goulot d'étranglement critique qui limite les performances du système. La technologie d'interconnexion électrique traditionnelle des interconnexions en cuivre est confrontée à des limites physiques, et la technologie d'intégration photonique, avec ses avantages absolus de bande passante élevée, de faible latence et d'anti - interférence, est devenue le chemin central pour résoudre ce casse - tête. Cependant, comment connecter efficacement et de manière fiable les puces photoniques à l'échelle du micron au monde extérieur a toujours été un énorme défi pour l'industrie. Photon Lead Bonding Printing System, en tant que technologie d'encapsulation d'interconnexion optique, ouvre de nouvelles possibilités dans les domaines de la communication optique à haute vitesse, de l'informatique basée sur l'intelligence artificielle, de la détection et d'autres domaines avec sa flexibilité, sa haute précision et son potentiel d'automatisation.

I. goulots d’étranglement technologiques: le « dernier kilomètre » de l’interconnexion optique traditionnelle

Dans le boîtier d'une puce photonique intégrée (PIC), le plus grand coût et le défi technique viennent de l'amarrage de la fibre avec le Guide d'onde Nano - optique sur la puce. Les méthodes traditionnelles rencontrent de grandes difficultés:

1. Exigence de précision d'alignement: le diamètre du champ de mode de la fibre optique monomode est seulement environ 10 microns, la tolérance d'alignement avec le Guide d'onde de la puce doit être inférieure au micron, l'assemblage est extrêmement difficile.

2. Le processus est complexe et coûteux: dépend de l'ajustement mécanique de précision, de l'alignement actif et du collage, prend du temps et est laborieux, difficile à mettre à l'échelle, le coût d'emballage peut représenter plus de 80% du coût total du dispositif.

3. Mauvaise flexibilité: une fois solidifié, le chemin de connexion est fixe, ne peut pas s'adapter à l'interconnexion des ports à différents endroits et à différentes hauteurs sur la puce, faible liberté de conception.

Principe de base: utilisation de la lumière pour "Imprimer" le Guide d'onde de la lumière en forme libre

L’idée de base du système d’impression photon Lead Bonding est étonnante: il fonctionne comme une imprimante 3D et « imprime» directement dans l’espace tridimensionnel avec de l’« encre» un guide d’onde optique de forme arbitraire reliant deux ports optiques.

Son flux de travail est une danse de précision de fusion Multi - technique:

1. Positionnement précis: le système de vision à haute résolution commence par l'imagerie et le positionnement précis de la surface d'extrémité du Guide d'onde optique et de la surface d'extrémité de la fibre optique cible sur la puce, établissant un modèle de coordonnées tridimensionnelles.

2.femtoseconde laser Straight Write: le système contrôle un faisceau de focale Laser femtoseconde ultra - rapide qui se concentre avec précision à l'intérieur d'un polymère photosensible spécial ("encre"). Le matériau subit un effet d'absorption à deux photons au foyer du laser, ce qui entraîne une polymérisation localisée, tandis que les zones au - delà du foyer restent liquides.

3.tridimensional "painting": selon le chemin programmé prédéfini, le point focal laser se déplace dans l'espace tridimensionnel, balayant une piste courbe arbitraire reliant les deux extrémités. Le matériau traversé est solidifié pour former un guide d'onde optique à l'état solide et à faibles pertes enfoui dans un polymère liquide.

4. Post - traitement et protection: une fois l'impression terminée, la résine liquide non durcie est lavée, laissant la structure complète de la sonde photonique. En général, une couche de protection est également recouverte sur celle - ci, formant une structure d'interconnexion optique encastrée stable.

Iii. Composition du système d'impression photonique Lead Bonding et avantages techniques

Un ensemble complet de systèmes pwb est un intégrateur de plusieurs technologies de pointe:

- système laser ultra - rapide: fournit un Laser femtoseconde de puissance maximale nécessaire pour déclencher la polymérisation à deux photons.

- plate - forme de mouvement 3D de haute précision: positionnement et balayage de la mise au point laser pour une résolution nanométrique.

- système de positionnement visuel Multi - angle de vue: pour un alignement initial de haute précision et une surveillance du processus.

- système de matériaux: faible perte, colle lithographique haute transparence spécialement développée pour l'interconnexion optique.

- logiciel de contrôle intelligent: cerveau central intégré avec reconnaissance visuelle, planification de parcours, contrôle de processus.

Les avantages révolutionnaires qu'il apporte comprennent:

1. Liberté de conception: peut imprimer n'importe quelle courbe 3D, réaliser facilement l'interconnexion à faible perte entre différents plans et différents ports angulaires, surmonter les limites de la conception de chemin optique plat traditionnel.

Tolérance d'alignement: les deux extrémités du Guide d'onde imprimé peuvent être plus larges que le Guide d'onde à puce, comme un "entonnoir de lumière", réduisant efficacement les exigences de précision de l'amarrage, du submicronique à plusieurs microns.

Automatisation et évolutivité: l'ensemble du processus est contrôlé par un programme informatique et il est très probable qu'il se transforme en une solution d'encapsulation à grande vitesse et entièrement automatique, réduisant considérablement les coûts et les cycles d'encapsulation.

4. Excellente performance: la perte de guide d'onde imprimée peut être aussi faible que 0,05 DB / MM, la performance est proche de celle du Guide d'onde optique préparé traditionnellement.

Perspectives d'application: ouverture d'une nouvelle ère d'intégration photonique

Communications optiques 1.high-speed: fournir des solutions d'interconnexion optique à haut rendement et à faible coût au niveau de la puce pour les formats d'emballage avancés tels que CPO / Obo (co - encapsulation / optique embarquée) à l'intérieur du Centre de données.

2. Intelligence artificielle et calcul haute performance: dans les accélérateurs d'IA, les puces de calcul optique et d'autres systèmes Multi - Puces complexes, réalisez des interconnexions optiques haute densité et à faible latence entre puces.

3. Traitement de l'information quantique: utilisé pour connecter différentes unités fonctionnelles sur la puce quantique, ses exigences de faible perte et de câblage flexible sont hautement compatibles avec la technologie pwb.

4. Détection avancée et dispositifs médicaux: dans le capteur photonique intégré, connectez de manière flexible la source lumineuse, le détecteur et l'unité de détection pour créer un module de détection plus compact et plus performant.

Photon Lead Bonded Printing System, plus comme un "sculpteur microscopique" qui crée à l'échelle micrométrique. Il utilise un faisceau de lumière comme une lame graduée, avec l'intelligence comme modèle, tissant librement le passage de la lumière dans l'espace tridimensionnel. Cette technologie ne résout pas seulement les principaux points douloureux de l'encapsulation photonique intégrée, ouvrant un espace d'imagination illimité pour la conception et l'innovation de dispositifs photoniques. Il pousse tranquillement une révolution encapsulée de « l'interconnexion électrique» à « l'interconnexion optique», pavant une « autoroute de la lumière» vers l'avenir pour la construction de la prochaine génération d'infrastructures informatiques.