OFC 2026 - 1.6 Tbps 矽基 NPO 關鍵進程：博升光電 (Berxel) 發表整合超構透鏡之 940nm 背面出光 VCSEL 技術

3月23日
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在 OFC 2026 的技術論壇中，由博升光電 (Berxel Photonics) 執行長 Connie Chang-Hasnain 親自發表的 W1B.5 論文，無疑為 AI Scale-up 網路架構下的光互連方案提供了嶄新的技術路徑。隨著 AI 算力集群對頻寬密度與功耗比的嚴苛要求，傳統插拔式模組（Pluggable）正逐漸向近封裝光學（NPO）與共封裝光學（CPO）演進。博升光電此次揭露的 940-nm 倒裝晶片（Flip-Chip）背面出光 VCSEL 技術，透過整合超構透鏡（Metalens），成功解決了高密度封裝中的散熱與對準公差兩大痛點。

核心技術解析：HCG 超構透鏡與背面出光架構

傳統 VCSEL 多為頂面出光（Top-emitting），其電極與出光口位於同側，限制了散熱效率與 2D 陣列的擴充性。Berxel 採用的背面出光架構，配合倒裝晶片封裝，使發熱區域（Active Region）更貼近散熱基板（Submount）。

其技術精華在於基板背面整合的高對比光柵（HCG）超構透鏡：

超高對準公差： 實驗數據顯示，該技術可實現 +/- 22 um 的徑向公差（Radial Tolerance）以及高達 400 um 的縱向公差。這對於自動化大規模封裝 NPO/CPO 模組至關重要，能顯著降低組裝成本。
微型化光束整形： 透過微影技術（Lithography）定義的 Metalens 直徑僅約 $40 \mu m$，能精準將發散角控制在 5 degC 左右（8 mA下），直接耦合進入多模纖維（MMF）。

數據解讀：散熱優勢與 1.6 Tbps 實測性能

1. 極致散熱：結溫降低 ~40 degC

針對 AI 運算環境的高溫挑戰，Berxel 展示了 940-nm 背面出光 VCSEL 在熱管理上的絕對優勢。與傳統 850-nm 頂面出光元件相比，在 9 mA 的偏置電流下，其結溫（Junction Temperature, $T_j$）降低了約 ~40 degC。

運作上限： 該技術已實現在 140 degC 極端高溫下達成 25G NRZ 無誤碼傳輸，並在 110 degC下維持 106G PAM4 的清晰眼圖。這意味著 AI 系統可採用更簡單的散熱方案，降低系統總能耗。

2. 106 Gbps 單路與 1.6 Tbps 陣列展示

博升光電現場展示了基於此 VCSEL 的 1.6 Tbps NPO 展示模組：

單路性能： 單通道達 106 Gbps PAM4 速率，透過 $30m$ OM2 光纖傳輸，BER 遠低於 IEEE 802.3db KP4-FEC 標準2.4E-4 。
模組整合： 展示模組整合了15 個通道（2 x 8 陣列），每個通道 106 Gbps，達成總頻寬 1.6 Tbps。

技術指標	實測數值	產業意義
單路速率	106 Gbps PAM4	匹配目前主流 800G/1.6T 通訊需求
結溫差異	~- 40degC (vs 850 nm)	大幅提升元件壽命與高溫環境可靠度
徑向耦合公差	+/- 22 um	降低 NPO 封裝精密度要求，提升良率
預期功耗	趨近 1 pJ/bit	符合 CPO 對極致能效的要求

Simple Tech Trend 觀點：940nm 背面出光將成為 VCSEL 的「第二曲線」

，博升光電此次發表的技術標誌著 VCSEL 在資料中心互連技術上的重要轉折。

DSP 依賴度降低： 由於 NPO/CPO 架構縮短了電信號路徑，Berxel 的方案強調可消除部分 DSP 需求，進而達成超低功耗與超高頻寬密度（> 1 Tbps/mm）。
成本路徑清晰： 透過與標準 MMF（如 OM2）相容，並利用成熟的 2D VCSEL 陣列規模化生產，博升預期包裝成本可低於 100/Tbps 。
200G 的未來： 簡報末尾已揭露 200 Gbps PAM4 的初步成果（3dB 頻寬達 41.4 GHz），並預計於 2026 年 6 月提供樣品 。