Corning Glass Bridge für CPO: Wie die passive Faser-zu-PIC-Kopplung die optische Verpackung verändern könnte

Co-packaged Optics platziert optische Motoren in der Nähe von Switch-ASICs, GPUs oder anderen Hochbandbreitenprozessoren, wodurch der elektrische Pfad zwischen dem Verarbeitungssilizium und der optischen Schnittstelle verkürzt wird.Diese engere Integration verschiebt mehr von der Verpackungslast auf Faserbefestigung, optische Ausrichtung, mechanische Toleranz, thermische Steuerung und Herstellungswiederholbarkeit.

Corning GlassBridge befasst sich mit einem Teil dieser Herausforderung: die Anbindung externer optischer Fasern an eine fotonische integrierte Schaltung.elektronischeDie Bedeutung des Moduls liegt in der Verwendung von Glaswellenleitern aus Waferform, passiver Ausrichtung,und eine abnehmbare physikalisch-kontaktierte Schnittstelle zur Durchführung der Faser-zu-PIC-Verbindung anders als bei einer herkömmlichen Faser-Array-Einheit.

Corning Glasbrückeist eine abnehmbare, waferbasierte Fiber-to-PIC-Anschlussplattform, die mit Ionenaustauschglaswellenleitern und passiver mechanischer Ausrichtung externe Fasern an eine photonische integrierte Schaltung anschließt.Es ist für NPO mit hoher Dichte bestimmt, CPO und Photonen-Modul-Architekturen, anstatt als komplette optische Maschine oder Rechenzentrumslösung zu funktionieren.

Eine fotonische integrierte Schaltung kann optische Signale erzeugen, modulieren, leiten, empfangen oder verarbeiten, benötigt aber immer noch eine physikalische Schnittstelle zu den Fasern, die diese Signale außerhalb des Pakets tragen.Jeder Glasfaserkanal muss relativ zur entsprechenden optischen Struktur auf dem PIC positioniert sein und gleichzeitig einen akzeptablen Kupplungsverlust aufweisen..

Diese Rolle wird traditionell von einer Faser-Array-Einheit oder FAU ausgeführt.Abhängig von der Kupplungsarchitektur, kann es auch mit Linsen, polierten Faserflächen oder anderen mikrooptischen Elementen arbeiten.

Die Hauptunterschiede betreffen die Form der optischen Pfade, die endgültige Ausrichtung, die Ausrichtung der Optik und die Anpassung der Optik.wie die Schnittstelle befestigt oder umgerüstet ist, und wie sich das Design mit zunehmender Kanalzahl vergrößert.

Architektur der Glasfaser-PIC-Verbindung

GlassBridge sollte nicht als ein anderer Name für GlassWorks AI betrachtet werden.

Corning auf den Markt gebrachtGlassWorks KIDas Programm wird im März 2025 als ein breiteres Portfolio für eine dichte KI-Rechenzentrumsinfrastruktur eingerichtet.

GlassBridge nimmt eine schmalere technische Position ein und bietet eine kompakte Schnittstelle zwischen der externen Faser und dem PIC-Rand, während das breitere CPO-System immer noch fotonische und elektronische Chips benötigt.Optikmotoren, Substrate, thermisches Management, Stromversorgung, Glasfaserverbindungen und Anbindung auf Systemebene.

In einer CPO-Architektur arbeiten optische Motoren in der Nähe des Hauptverarbeitungsgeräts und nicht an einer entfernten Steckoberfläche.Dies erhöht die Integrationsdichte, aber stellt die Faserverbindung in ein kompaktes Paket, in dem optische, mechanische und thermische Toleranzen zusammen verwaltet werden müssen.

Die Herausforderung besteht nicht darin, eine Faser einfach in die Nähe eines Chips zu bringen.Kleine Positions- oder Winkeländerungen können die Kupplungsleistung verändern.

Eine konventionelle FAU steuert die Faserweite, die Position des Faserkerns und die Geometrie der Endseite.

Die FAU selbst ist passiv, aber die Installation kannaktive AusrichtungDas Licht wird gestartet oder überwacht, während die Faseransammlung über mehrere Achsen bewegt wird.

Diese Methode ist technisch ausgereift, aber das Endergebnis hängt von mehreren separat hergestellten Teilen ab.und Ausrichtungsausrüstung Genauigkeit können alle die Kupplung beeinflussen.

Eine aktive Ausrichtung erfordert optisches Feedback, präzise Bewegungssteuerung und eine definierte Akzeptanzschwelle.die Position, die einen Kanal optimiert, kann nicht alle Kanäle identische Ergebnisse liefern.

Traditionelle Ausrichtung wird manchmal als Minute-Skala-Operation beschrieben, während passive Verbindung als Sekunden-Skala-Schritt dargestellt wird.Die tatsächliche Zykluszeit hängt von der Kanalzahl ab, Kupplungsgeometrie, Automatisierung, Härtung, Inspektion und Nachbearbeitung.

Die zuverlässigere Unterscheidung ist:

• Aktive Ausrichtung regelt die abgeschlossene Schnittstelle durch optisches Feedback.

• Die passive Ausrichtung beruht auf hergestellten optischen Bahnen und mechanischen Referenzen.

Durch die Verlagerung der Präzision in ein wafergefertigtes Glaselement kann die wiederholte Anpassung bei der Endmontage reduziert werden, aber es entfernt nicht die Notwendigkeit von Präzision aus dem breiteren Herstellungsprozess.

Aktive Ausrichtung gegen passive Ausrichtung

Die COUPE-Plattform von TSMC, oder Compact Universal Photonic Engine, integriert ein elektronisches IC und ein fotonisches IC in eine kompakte Fotonenmotorstruktur.Es unterstützt sowohl die Konfiguration von Gitter-Kopplungen als auch die Konfiguration von Randkopplungen und kann mit einem Host-ASIC integriert werden.

Ein häufig gezeigtes COUPE-Diagramm kennzeichnet das EIC als 6 nm-Gerät und das PIC als 65 nm-SOI-Gerät.aber sie definieren nicht direkt die Toleranz für die Ausrichtung von Fasern auf PIC.

Die optische Toleranz wird durch den Fasermodus, das PIC-Kopplungsdesign, die Wellenleitgeometrie, den Paketstapel, das thermische Verhalten und die akzeptablen Verlustvariationen bestimmt, nicht allein durch den Halbleiterprozessknoten.

Traditionelle FAUs und GlassBridge adressieren die gleiche Fiber-to-PIC-Schnittstelle durch verschiedene Ausrichtung, Fixierung und Herstellungsansätze.

Traditionelle FAU gegen GlassBridge

Die GlassBridge verwendet im Inneren eines Glaselementes gebildete Ionenwechselwellenleitungen.Die relativen optischen Routen werden während der Waferverarbeitung erstellt, anstatt nur durch die endgültige Faserpositionierung erstellt zu werden.

Mechanische Referenzen lokalisieren dann den Steckverbinder relativ zur PIC-Schnittstelle. Dies ermöglicht die endgültige Befestigung, sich stärker auf wiederholbare Geometrie und weniger stark auf die optische Optimierung zu verlassen.

Die passive Ausrichtung bedeutet nicht, daß die Ausrichtungsgenauigkeit nicht mehr wichtig ist.Verpackungsreferenzflächen, und die endgültige Montage.

Ein traditioneller FAU wird normalerweise nach der Ausrichtung gebunden.

GlassBridge verwendet eine umwechselbare Struktur mit physikalischem Kontakt, die auf einem Standard-TMT-Ferrule-Format basiert.Der aktuelle Entwurf von Corning legt eine TMT-Ferrule mit einem 125 μm großen Loch fest und stellt die Schnittstelle als abnehmbar dar.

Dies kann eine flexiblere Montage, Prüfung, Nachbearbeitung und Ersatz unterstützen. Es beweist nicht automatisch eine spezifische Lebensdauer oder Ermäßigung der Wartungskosten.,Die Erfassung, Vibration und thermische Stabilität müssen noch überprüft werden.

Eine traditionelle FAU kann eine präzise Faserpositionierung erreichen, aber die komplette Schnittstelle enthält immer noch mehrere Toleranzfaktoren, einschließlich der Position des Faserkerns, der V-Rohngenauigkeit, der Chipplatzierung,Klebstoffdicke, Montageflächen und endgültige Ausrichtung.

GlassBridge verlagert einen Teil dieses Problems in die Wafer-basierte Glasverarbeitung.

Die Waferverarbeitung beseitigt nicht die Toleranz, sondern ändert sich, wo die Toleranz erzeugt und kontrolliert wird.und Packungsbezüge bleiben wichtig.

In seinerMärz 2026 GlassBridge-Broschüre, Corning-Berichte gezeigt1.5 dB O-Band-Faser-PIC-Kopplung.

Das Ergebnis ist technisch relevant, sollte aber nicht als allgemeine Garantie betrachtet werden.Alterungsergebnis, oder Höchstgehalt.

Die Leistung von FAU variiert je nach Fasertyp, PIC-Kopplung, Modus-Feld-Umwandlung, Wellenlänge, Polierung und Ausrichtungskwalifikation.

Ein optischer Wellenführer beschränkt das Licht in eine Region mit einem kontrollierten Brechungsindexprofil.Veränderung des lokalen Brechungsindex und Bildung eines Lichtleitweges.

Eine 2021 veröffentlichte Überprüfung in der FachzeitschriftAngewandte WissenschaftenDie Forschungsergebnisse der Forschungsergebnisse über ionwechselnde Glaswellenleitungen reichen bis in die frühen 1970er Jahre zurück und dokumentieren ihre langjährige Verwendung in planaren photonischen Schaltkreisen, Telekommunikation und optischer Sensorik.

Diese Unterscheidung ist wichtig:

• Die Physik des Ionenaustauschglas-Wellenleiters wird etabliert.

• Ein abnehmbarer Hochdichte-Faser-zu-PIC-Anschluss, der diese Technologie verwendet, ist eine neuere Verpackungsanwendung.

IOX Wellenleitungs- und Tonhöhenumwandlung

Der Glaswellenleiter kann Licht zwischen verschiedenen Kanalgrößen leiten. Dies ist nützlich, da sich die bevorzugte äußere Steckdose vom optischen Küstegrößen auf dem PIC unterscheiden kann.

Corning listet beispielhafte PIC-Pflächen von:

• 40 μm;

• 80 μm;

• 127 μm;

• 165 μm.

Die aktuelle Plattform veröffentlicht außerdem folgende Merkmale:

Dies sind eher veröffentlichte Produktcharakteristiken als universelle Spezifikationen für jede zukünftige Umsetzung.

Ein Durchglasweg ist eine Präzisionsöffnung durch ein Glassubstrat, das metallisiert werden kann, um eine elektrische Verbindung von einer Seite zur anderen zu leiten.

WeichweizenHalbleiterglasplattformstellt TGVs als eine Methode zur Vermittlung elektrischer Verbindungen durch Glas vor.

IOX-Wellenleitungen und TGVs erfüllen verschiedene Funktionen:

IOX, GlassBridge und TGV Funktionsrollen

Corning verfügt über dokumentierte Fähigkeiten in Ionenwechselwellenleitungen, Glaswafern, Glasfaser-Arrays, optischer Konnektivität und TGV-Strukturen.Diese Fähigkeiten ergänzen sich, weil fortschrittliche photonische Pakete sowohl optische als auch elektrische Verbindung erfordern.

Dies beweist jedoch nicht, dass jede GlassBridge-Konfiguration bereits IOX-Wellenleitungen und TGVs auf demselben kommerziellen Substrat kombiniert.

Die größere Chance besteht darin, dass Corning photonische Verpackungen durch mehrere verwandte Fähigkeiten anstelle eines einzigen Steckers anpacken kann. Die genaue Kombination hängt vom PIC ab.Paket, Gießerei-Plattform und Kundenarchitektur.

GlassBridge könnte eine FAU-basierte Schnittstelle ersetzen, wenn sie die erforderliche Kanalzahl, den Tonstand, die Kopplungsgeometrie, das Verlustbudget, den Paketprozess, die Zuverlässigkeit und die Kosten erfüllt.

Das bedeutet nicht, dass jede FAU-Anwendung auf GlassBridge migriert.

Im Mai 2025 kündigte Corning an, qualifizierter Lieferant für die optische Infrastruktur zu werden, die mit dem Bailly CPO-System von Broadcom verwendet wird.Bekanntmachung von Broadcom Baillybeschreibt Faserbänder, die FAU enthalten, die Fasern mit Silizium-Photonik-Optikmotoren verbinden.

Dies zeigt, dass fortschrittliche FAU in den derzeitigen CPO-Systemen weiterhin relevant sind.GlassBridge und FAUs sind daher eher in verschiedenen Architekturen zusammenzubleiben als einem branchenweiten Ersatzzyklus zu folgen.

Die Adoption hängt auch davon ab:

• Wiederholbarkeit der passiven Ausrichtung;

• Einheitlichkeit des Kanals;

• der Waferprozessertrag;

• Nachrüststabilität;

• Kontaminationsbekämpfung;

• PIC-Kompatibilität;

• Inspektion und Nachbearbeitung;

• Skalierbarkeit der Produktion;

• Gesamtkosten;

• Kundenqualifikation.

Ein einzelner Wert für Kupplungsverluste kann die kommerzielle Annahme nicht bestimmen.

GlassBridge hat sich über ein Laborkonzept hinaus entwickelt.

Corning hat Produktspezifikationen, definierte Steckdimensionen und Tonhöhenoptionen veröffentlicht, ein O-Band-Kopplungsresultat berichtet und Lösungen für die GF Fotonix Silizium-Photonik-Plattform entwickelt.

DieZusammenarbeit von Corning und GlobalFoundriesdie Entwicklung abnehmbarer Kanten- und vertikaler Kupplungslösungen sowie öffentliche Demonstrationen im Jahr 2025 bestätigt.

Diese Meilensteine legen eine definierte Produkt- und Demonstrationsphase fest, nicht aber eine universelle Kompatibilität oder eine breite Bereitstellung in großem Umfang.

GlassBridge-Rahmen für die Bereitschaft und Bewertung von Technologien

Eine anwendungsspezifische Validierung ist noch erforderlich für:

• Verteilung der Kupplungsverluste;

• Einheitlichkeit des Kanals;

• Wiederholbarkeit;

• Kontaminationsempfindlichkeit;

• thermische und mechanische Zuverlässigkeit;

• Rückflussstabilität;

• die Konsistenz der Produktion;

• PIC-Kompatibilität;

• Verfahren zur Nachbearbeitung;

• Qualifikation des Kunden;

• Gesamtherstellungskosten.

GlassBridge hat Spezifikationen und Meilensteine für die Gießerei-Plattform veröffentlicht, aber breite Kundenqualifikation, nachhaltiges Produktionsvolumen,und langfristige Feldzuverlässigkeit noch nicht öffentlich bestätigt wurden.

Corning GlassBridge löst ein echtes Problem der optischen Verpackung: mehr Fasern an ein PIC anzuschließen, ohne aktive Ausrichtung zu ermöglichen, akkumulierte Toleranz, permanente Bindung,und Kanalzahl-Skalierung immer schwieriger werden.

Das technische Angebot vereint:

• IOX-Glaswellenleitungen auf Waferbasis;

• passive Ausrichtung;

• Umwandlung des Schwingungsgrades;

• eine TMT-Schnittstelle mit physischem Kontakt;

• abnehmbare Einheit;

• Multi-Element-Skalierung.

Diese Eigenschaften schaffen eine glaubwürdige Alternative zur konventionellen FAU-Kopplung in ausgewählten Architekturen mit hoher Dichte.

Die größere strategische Chance liegt in Glas als Integrationsplattform. Ob GlassBridge zu einer wichtigen CPO-Schnittstelle wird, hängt von der Produktionsleistung, der Kanaluniformität, der Stabilität der Wiederverarbeitung, derPaketkompatibilität, Kundenqualifikation, Gesamtkosten und die Entwicklung eines breiteren Produktionsökosystems.

Es verbindet externe optische Fasern mit einer photonischen integrierten Schaltung in NPO-, CPO- und photonischen Modulentwürfen mit hoher Dichte.

Ein traditionelles FAU verwendet üblicherweise Präzisionsfaserpositionierung und aktive Ausrichtung.

Es kann die aktive Anpassung an der Endverbindungsschnittstelle reduzieren oder eliminieren, aber die Präzision ist während der gesamten Herstellung und Verpackungsmontage immer noch erforderlich.

Die Berichte von Corning zeigen1.5 dB O-Band-Faser-PIC-KopplungDies ist ein veröffentlichtes Ergebnis, kein universelles Maximum für jede Konfiguration.

Es kann FAU-basierte Schnittstellen in einigen Designs ersetzen, aber FAU bleiben weit relevant.

Es hat Spezifikationen und Demonstrationsmeilensteine veröffentlicht, aber eine breite Kundenqualifikation und eine nachhaltige Einführung in hohem Volumen sind noch nicht öffentlich bestätigt worden.