Ключ к упаковке оптических модулей – рост заказов на керамические корпуса благодаря развитию рынка оптической связи. 

Недавно инвестор обратился в компанию Zhongci Electronics (003031.SZ) с запросом о рыночном спросе и масштабах производства керамических корпусов и подложек для оптических модулей 400G, 800G и 1.6T, а также о дополнительном вкладе спроса на оптические модули 1.6T в выручку компании в 2026 году. 14 апреля Zhongci Electronics ответила, что бурный рост рынка оптической связи привел к увеличению заказов на продукцию компании, связанную с оптической связью. Быстрое развитие показали многослойные тонкопленочные и толстопленочные изделия из нитрида алюминия, используемые в высокочастотных и высокоскоростных оптических модулях в новых сценариях, таких как искусственный интеллект и центры обработки данных. Основные керамические изделия Zhongci Electronics (керамические корпуса и подложки) сформировали зрелые вспомогательные решения в области силовых устройств, центров обработки данных и вычислений с использованием искусственного интеллекта, удовлетворяя потребности как отечественных, так и зарубежных пользователей. Керамические корпуса, также известные как керамические инкапсулирующие корпуса, представляют собой инкапсулирующие оболочки, изготовленные из керамического сырья. Керамические корпуса обеспечивают герметичную защиту микросхем, что гарантирует им превосходную надежность, высокую плотность проводников и исключительную стабильность электрических, тепловых и механических свойств..

Источник изображения: Kyocera. Керамические корпуса представляют собой герметичные оболочки, используемые в оптических модулях для инкапсуляции оптоэлектронных компонентов, обеспечивая механическую поддержку, отвод тепла, герметичную защиту и электрические соединения для основных устройств, таких как лазеры и детекторы.

Процесс изготовления керамических корпусов: процесс включает в себя диспергирование суспензии → литье толстой пленки → штамповку → нанесение рисунка → ламинирование → резку отдельных деталей → спекание → никелирование → пайку → золочение → сварку оптических окон → тестирование с помощью летающего зонда.

△ Блок-схема процесса производства керамических корпусов (Источник: Sanhuan Group)

Типы керамических корпусов: двухрядный керамический корпус (CDIP), керамический корпус с матрицей выводов (CPGA), керамический корпус малого диаметра (CSOP), керамический корпус без выводов для микросхем (CLCC), керамический корпус с шариковой матрицей (CBGA), керамический четырехслойный плоский корпус (CQFP), керамический четырехслойный без выводов (CQFN), керамический плоский корпус (CFP).

Применение керамических корпусов в оптических модулях: К основным методам герметичной упаковки относятся To-can, BOX и «бабочкообразная» упаковка. Они в основном используются в сложных условиях эксплуатации с высокими требованиями к надежности на рынке телекоммуникаций или рынке DCI (передача данных между центрами обработки данных).

Под негерметичной упаковкой в ​​основном подразумевается технология COB (Chip-on-Board), которая преимущественно используется в оптических модулях центров обработки данных.

△Источник изображения: PHOTONICS Коаксиальная упаковка To-Can недорога и проста в изготовлении, но ее малый размер приводит к плохому отводу тепла, что делает ее непригодной для передачи на большие расстояния. Она в основном используется на рынках с более низкими требованиями к дальности и скорости передачи по одному каналу, таких как базовые станции и PON, для передачи на короткие расстояния, например, 2,5 Гбит/с и 10 Гбит/с. Для герметичной упаковки To-Can можно использовать оборудование для сварки накопителей энергии.

△Источник изображения: PHOTONICS
Упаковка типа «коробка»/«бабочка» обычно имеет прямоугольную форму и сложную структуру. Она обладает такими преимуществами, как многофункциональность и хорошее рассеивание тепла, что делает её подходящей для передачи данных на большие расстояния с различными скоростями. Она в основном используется в сетях передачи данных, прежде всего в многоканальных приложениях, требующих высоких скоростей передачи и больших расстояний, а также высокой надежности. Области применения включают 40G/100G/200G/400G и соответствующие когерентные оптические модули. Упаковка типа «коробка» — это многоканальная модернизация упаковки типа «бабочка», подходящая для высокоскоростных оптических модулей 40G и выше. С появлением эры 400G и 800G к параллельной оптической конструкции будут предъявляться ещё более высокие требования. Герметичная упаковка типа «коробка» может быть достигнута с помощью оборудования для параллельной герметизации.

Преимущество упаковки типа «коробка» заключается в высокой степени стандартизации и доступности периферийных компонентов. Однако её структуру сложно существенно модифицировать, что ограничивает свободу проектирования. С другой стороны, керамическая упаковка обеспечивает большую структурную свободу и может быть адаптирована под требуемые характеристики.