技術文章分析 | 整合玻璃波導基板與表面耦合光學晶片實現 CPO 大規模縮放

前言

隨著人工智慧（AI）的爆發式增長，數據中心對於高頻寬與低功耗的需求已達到臨界點 。為了縮短電訊號傳輸距離並降低損耗，將光學元件移入電子封裝內部的「共同封裝光學」（Co-packaged Optics, CPO）成為必然趨勢 。然而，如何在高密度電路基板上精準且快速地整合矽光子積體電路（PIC），並維持低耦合損耗，一直是產業量產化的巨大痛點 。康寧提出的解決方案是利用嵌入離子交換（IOX）波導的玻璃基板，透過消失波耦合（Evanescent Coupling）技術，試圖打通 CPO 量產的最後一哩路 。

讀者參考來源

• 標題：Integrated Glass Waveguide Substrate with Surface Coupled Photonic Chips for Massive Scaling of CPO

  
  

• 作者：Lars Brusberg, Seong-ho Seok, Tim Grygiel, et al.

  
  

• 發表單位：Corning Optical Communication (德國、韓國、美國研究中心)

  
  

• 平台：OFC 2026 © Optica Publishing Group 2026

  
  

深度圖表分析

圖 1：整合型玻璃波導基板架構

這張圖展示了 CPO 的宏觀願景與微觀結構：

• Fig 1a：顯示一個玻璃基板上圍繞著 ASIC 配置了 16 個 PIC 。這種設計能讓電氣線路長度控制在 13 mm 以下，極大化傳輸效率 。

  
  

• Fig 1b & 1c：這是本論文的精華，展示了玻璃基板內部嵌入了離子交換（IOX）波導，並在蝕刻腔體（Etched Cavity）中透過金凸塊（Gold bumps）進行倒裝晶片（Flip-chip）封裝 。

  
  

• 實驗重要性：它證明了光學接口（波導）與電氣接口（金凸塊）可以整合在同一個表面上同時組裝，且每個 PIC 的放置時間小於 5 分鐘，這對大規模量產至關重要 。

  
  

圖 2：測試載具設計與耦合效率模擬

• Fig 2a：利用本徵模擴展（EME）模擬設計的表面耦合器，讓光在 IOX 波導與 SiN 波導之間傳遞 。

  
  

• Fig 2b：數據顯示，當 SiN 錐形波導長度達到 2-3 mm 時，耦合損耗可降低至 1 dB 以下，且能容忍高達 3-4 um 的水平偏差，這進入了自動化機台的精度友善區 。

  
  

• Fig 2c & 2d：展示了實際製造出的玻璃中介層（Interposer），包含 16 條波導陣列、對準標記以及位於 22 um 深腔體內的電氣焊盤 。

  
  

• 實驗重要性：這定義了製程的可行性範圍，並證明了玻璃基板能提供低損耗（<0.1 dB/cm）的高密度互連空間 。

  
  

圖 3：PIC 組裝成果與性能量測

• Fig 3a-3c：透過玻璃基板背側觀察，顯示光學膠填充均勻且無溢出，對準精度控制在 1 um 以內 。

  
  

• Fig 3e & 3f：組裝後的電光系統量測顯示，在 C 波段的耦合損耗約為 3-4 dB，但在純光學組裝測試中，損耗可降至 1.5 dB 以下，最低點甚至小於 1 dB 。

  
  

• 實驗重要性：驗證了電氣功能的完整性（96 個金凸塊形成的菊花鏈測試，阻抗符合預期）以及光學傳輸的熱穩定性 。

  
  

結論

康寧這次交出的成績單非常亮眼。玻璃基板不再只是「透明的支撐物」，而是變成了具備高密度光、電互連能力的「功能性載體」。

1. 量產化潛力：以往光學對準需要極高精度且耗時，康寧透過消失波耦合將容忍度放寬到 3-4 um，並在 5 分鐘內完成單個 PIC 組裝，這對提升產能（Throughput）是質的飛躍 。

   
   

2. 頻寬密度提升：若將波導間距縮小至 50 um，單個模組可提供高達 8 Tb/s 的頻寬密度（每個波導 400G），這完全對準了下世代 AI 叢集的胃口 。

   
   

3. 封裝簡化：電氣與光學接口在同一組裝步驟完成，減少了製程複雜度，且玻璃的熱膨脹係數（CTE）與晶片更 match，對於長期熱穩定性有極大優勢 。

   
   

總結來說，這項技術若能成功導入供應鏈，將會大幅降低 CPO 的門檻，讓「光進電退」不再只是實驗室的口號，而是真正能落地的高性價比方案。

SEO 描述 (Meta Description)：STT 深入分析康寧 OFC 2026 論文：揭秘如何利用嵌入式玻璃波導基板與消失波耦合技術，解決 CPO 大規模縮放難題。技術亮點包含 <1.5 dB 低損耗耦合、8 Tb/s 頻寬密度與 5 分鐘快拆式組裝。

文章摘要 (Excerpt)：玻璃基板要翻身了！康寧最新論文展示了具備 IOX 波導與電氣互連的玻璃中介層，讓矽光子 PIC 組裝比煮泡麵還快，還能達成 8 Tb/s 的超狂頻寬密度，這就是 AI 時代的互連神兵。

建議標籤 (Tags)：OFC2026, CPO, Corning, 矽光子, Glass-Waveguide, AI-Interconnect, 消失波耦合

自訂網址建議 (URL Slug)：ofc2026-corning-glass-waveguide-cpo-scaling