近日，台积电对外宣布，计划在 2025 年将 COUPE 用于小尺寸可插拔光收发器，然后在 2026 年将其集成到 CoWoS 封装中，成为光电共封装器件 （CPO），将光连接直接带入封装，促进人工智能和数据中心应用的高速数据传输。
据悉，台积电正在开发其紧凑型通用光子引擎（COUPE™）技术，为人工智能应用实现高速光数据传输。COUPE 利用台积电的 SoIC-X 芯片堆叠技术，将电子芯片堆叠在光电子芯片之上，与传统堆叠方法相比，芯片与芯片接口阻抗低，能效更高。
简单地说，为了应对芯片到模块互连的挑战，并实现更高的总带宽，光电共封装器件（CPO）解决方案正日益受到重视。通过将光学引擎与 ASIC 集成在同一封装内，CPO 可以消除对复位时器的需求、降低功耗并减少延迟。AI大模型和数据中心等应用场景的出现，推动新型光学器件需求加快释放。以光通信激光器芯片VCSEL为例，目前的趋势也从100Gbps演进到200G/Lane。
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群英荟萃 聚焦半导体激光器
半导体激光器在我们日常生活、现代技术和产业经济中占据着越来越重要的地位，其应用覆盖了从读码器、电脑鼠标、人脸识别、数据中心、AI计算、5G/6G 通信技术、探测传感、智能感知、量子技术，到VR/AR、激光雷达等各个领域，特别是对深圳市20+8产业集群中的网络与通信、智能设备、激光与制造、量子信息等领域有至关重要的作用，更是8个未来战略产业集群的“光载信息”的核心载体。
半导体激光器的制造过程是整个光电子芯片、三代半导体、半导体照明、乃至太阳能电池等产业制造过程的复杂化代表和高度浓缩，涉及到化合物半导体的芯片设计、外延生长、工艺流片、测试和封装等环节。
4月27日，“第一届大湾区半导体激光产业论坛”在深圳技术大学国际学术交流中心举办，来自大湾区40余家相关企业和高校的100多名专家学者和研发人员汇聚一堂，共同探讨大湾区半导体激光产业的行业动态、技术难点和发展需求，以及推动“产学研”协同发展的有效举措。
论坛由深圳技术大学集成电路与光电芯片学院、深圳市半导体与集成电路产业联盟(SICA)(简称“深芯盟”)主办。来自企业的代表和国内外专家围绕半导体激光器的产业化进展、应用场景和未来发展趋势进行了分享。
中科光芯董事长苏辉博士在论坛中，发表《通讯用半导体DFB激光器的产业化进展》主题演讲，苏辉博士表示，通信用半导体激光器技术专有性强、工艺复杂度高，至今仍是技术壁垒高、行业垄断性强的高技术领域，目前我国仍有大约60%的敏感元件与传感器和80%的核心芯片依赖进口，行业内企业不仅在生产在技术变革革新都在呼吁中国芯。目前InP激光器发展现状：（1）含AI RWG激光：2.5G，10G，25G产品已在国内量产(25G小量进入市场)；（2）BH高功率激光器：DFB、SLD等芯片进入验证阶段，部分出货；（3）EML、APD、可调谐、集成光电子芯片等新品推出阶段。
图：中科光芯董事长 苏辉博士
苏辉博士表示，高端光芯片研发全球技术迭代趋势正从“2.5G DFB~10G DFB-25G DFB-SOA、SLD、ITLA、APD、50G/100GDFB/EML-特殊定制、光子集成”演进，中科光芯项目团队时刻跟进海内外技术动向，逐步取得阶段性成果实现了其在光芯片领域2.5G、10G、25G、50G及以上的DFB和EML激光器芯片、PD/MPD布拉格芯片的研发突破。
在传统的光通信系统中，光模块与芯片之间的连接方式往往相当复杂，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能降低通信效率。随着CPO（co-packaged optics，共封装光学）技术的出现，这一局面得到了根本性的改变。
道遥科技技术总监陈昇祐博士发表《硅基光电子技术的进阶之路:从基础到大系统的设计自动化与工程化实践》的主题演讲提及，CPO技术通过将光收发器/光引擎和电芯片封装在一起，并仅保留光口作为与外界的接口，实现了光模块封装技术的重要突破。这种封装方式有效地缩短了光引擎与交换芯片之间的距离，进而降低了整个系统的功耗，提高了信号密度，并减少了数据传输的时延。
图：道遥科技技术总监 陈昇祐博士
陈昇祐博士表示，展望未来，对高性能计算和数据通信的需求将持续增长。CPO 技术和 GPU 链接，以及激光源技术和设计自动化工作流程的进步，将在满足这些需求方面发挥关键作用。通过利用这些技术，数据通信行业将迎来能力和效率的新时代。
深圳技术大学集成电路与光电芯片学院张胜利教授发表《AI时代光模块的机遇与挑战》主题演讲，他表示一方面伴随着ChatGPT和SORA的出现，AI时刻已经来临，AI技术的发展和算力需求的增加，带动对高速光模块和光器件产品需求的持续稳定增长；另一方面随着AI网络的持续演进，光模块也面临着高速率、低功耗、高密度和低成本等方面的挑战。
图：深圳技术大学集成电路与光电芯片学院 张胜利教授
瑞波光子董事长胡海博士发表《应用于激光雷达的905nm和1550nmEEL芯片和器件》主题演讲，他介绍新一代905nm EEL芯片具有更高功率、更光学密度、更低发散角等业界领先的性能，1550nm EEL芯片是用于测距的脉冲激光器的补充。未来瑞波光电将持续优化温漂系数，进一步做窄发射区尺寸，提升光功率密度，提升出光效率，继续巩固905nm EEL的技术优势。
图：瑞波光子董事长 胡海博士
光峰科技黄华博士发表《可见光激光器产业的现状及展望》主题演讲，从激光投影显示、激光照明、车载显示等应用阐述可见光激光器产业的现状，他认为国内蓝光在发光率，寿命和可靠性方面存在一定差距，红光激光器在提高大电流注入方面，仍有提升的空间。
对于未来车载照明应用，黄华博士展望将呈现两大趋势，一是沉浸式AR显示，将任意车内外饰面变成数字化交互界面；二是数字化智能照明，增强现实和融入环境的数字化光影体验。
图：光峰科技 黄华博士
大族激光激光焊接工艺负责人孙子路发表《半导体激光在工业领域的优势应用》主题演讲，他表示激光技术与计算机技术、原子能技术、生物技术，并列为20世纪的四项重大发明，是人类探索自然和改造自然的强有力工具。例如非接触加工是激光最大的优势之一，这样即使在很狭小的空间，也能够进行局部加工。另外激光能量指向性非常强，不会对非指定区域造成影响。激光加工温度、时间可控，而且能根据产品形状定制光斑，非常适合自动化。
图：大族激光激光焊接工艺负责人 孙子路
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中心主任、吉光半导体科技有限公司总经理佟存柱研究员发表《国家半导体激光技术创新中心申建及技术研发进展》主题演讲，他介绍国家技术创新中心定位于实现从科学到技术的转化，促进重大基础研究成果产业化。中心以关键技术研发为核心使命，产学研协同推动科技成果转移转化与产业化，为区域和产业发展提供源头技术供给，为科技型中小企业孵化、培育和发展提供创新服务，为支撑产业向中高端迈进、实现高质量发展发挥战略引领作用。
佟存柱研究员强调，半导体激光是光通信、智能感知、量子探测、先进制造等领域的核心光源，国内产业链现状虽然下游发展好，但上游仍有空白，高端激光芯片主要依赖进口。国家半导体激光技术创新中心将打造开放性平台，集聚创新资源，突破制约我国产业安全的关键技术瓶颈。
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群策群力 共商产业发展
在论坛最后，企业代表和国内外专家针对大湾区半导体激光产业链布局的完善性、各节点目前的状况分析、各节点存在的主要技术难点和需求、未来技术走势和新的应用等方面进行讨论，与会代表就人才培养、产业布局、营商环境建设等方面群策群力，共商大湾区半导体激光产业发展。
