OFC2026 - >+25-dBm x 8-Channel SOA-Integrated DFB-LD TOSA for CPO - Furukawa Electric Co., Ltd.

3天前
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在 OFC 2026 的技術議程中，Furukawa Electric (古河電工) 針對共同封裝光學 (Co-Packaged Optics, CPO) 所需的外部雷射源 (External Laser Source, ELS) 提出了突破性的解決方案。隨著矽光子 (SiPh) 轉接器邁向更高調變速度，對光功率的要求已從過往的 +20 dBm 提升至 +23 dBm 以上。Furukawa 展示的高功率 8 通道 TOSA，不僅在冷卻條件下達成單通道 +25 dBm 的輸出，更在散熱設計與可靠性指標上立下了產業新標竿。

核心技術解析：1.8mm 長腔體與 SOA 整合設計

為了突破傳統雷射的功率壁壘，Furukawa 重新設計了整合半導體光放大器 (SOA) 的分布回饋式雷射二極體 (DFB-LD) 。

1. 降低熱阻的長腔體架構

傳統雷射在高電流注入下會產生大量熱能，導致效率下降。Furukawa 將腔體長度從 1 mm 延長至 1.8 mm 。

熱阻優化：較長的腔體有助於降低熱阻，抑制高電流注入時的溫升。
晶片級表現：在基板溫度 25 degC時，單顆 DFB-LD 晶片的輸出功率可超過 450 mW 。

2. 8 通道 TOSA 封裝構造

該組件將 8 顆雷射晶片以 Junction-down (接面朝下) 的方式貼裝於氮化鋁 (AlN) 基板上，以進一步提升散熱效率。

整合光隔離器：採用了新型的透鏡整合式光隔離器 (Lens-integrated optical isolator)，簡化組裝流程並提升可靠性。
精密耦合：透過亞微米級的對準工藝，達成超過 80% 的穩定纖維耦合效率。

數據深度解析：功率與溫控的平衡

Furukawa 在本次演講中強調，雷射的長期可靠性取決於接面溫度 (Junction Temperature) 是否能控制在 65 degC以內。以下為兩種操作情境的性能對比：

指標	冷卻條件 (Cooled)	非冷卻條件 (Uncooled)
外殼溫度 (Case Temp)	25 degC	55 degC
偏置電流 (LD Bias Current)	1000 mA	870 mA
預估雷射溫度	37 degC	65 degC (可靠性臨界點)
纖維耦合功率	> +25 dBm / ch	> +23 dBm / ch
電力轉換效率 (PCE)	19.6%	15.5%

雜訊表現 (RIN)

該 TOSA 在整合光隔離器的保護下，無論是否存在 -17 dB 的光反射，其相對強度雜訊 (Relative Intensity Noise, RIN) 均低於 -155 dB/Hz 。這對於高階調變 (如 PAM4 或相干光) 的信號完整性至關重要。

產業鏈與市場影響

解決 CPO 的「功率牆」問題：CPO 架構將光引擎與 ASIC 封裝在一起，巨大的發熱量迫使雷射源必須外置 (ELS) 。Furukawa 的 +25 dBm 高功率輸出，意味著單一 ELS 模組可以透過分光支持更多的調變器，降低系統總體成本與功耗。
標準化進程：此技術直接對接 OIF ELSFP IA 標準中的 UHP (Ultra High Power) 與 SHP (Super High Power) 等級。這將加速 ELSFP 模組在 1.6T 甚至 3.2T 交換機市場的佈署。
供應鏈地位：Furukawa 透過整合 SOA 與 DFB 的垂直設計能力，穩固了其在高功率雷射晶片市場的領先地位，將直接影響下一代 AI 資料中心交換機的光底層架構。

Simple Tech Trend 觀點

Furukawa 本次展示的關鍵不在於單純的「大功率」，而在於**「可量產的散熱平衡」**。過往 SOA 整合雷射常受限於熱干擾而無法在 55 degC 以上環境穩定工作，但古河透過 1.8mm 長腔體與 Junction-down 封裝，成功在符合工業可靠性指標（65 degC 結溫）的前提下，壓榨出 +23 至 +25 dBm 的功率。

預計未來 12-18 個月，市場焦點將從「雷射是否能亮」轉向「如何降低每分貝成本 (Cost per dB)」。Furukawa 的 8 通道方案若能維持近 20% 的 PCE，將會是 NVIDIA 或 Broadcom 在推動 CPO 方案時極具吸引力的組件選擇。我們預測 ELS 模組將成為 2026-2027 年光通訊供應鏈中毛利最高的環節之一。