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隨著 AI 與云計(jì)算驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)流量激增，高速光模塊正面臨前所未有的產(chǎn)能與精度壓力。本文深入探討了光模塊制造中光纖耦合環(huán)節(jié)的核心挑戰(zhàn)，并闡述了如何通過(guò)高響應(yīng)測(cè)量技術(shù)與全周期服務(wù)支持的結(jié)合，幫助制造商提升效率、保障良率，從容應(yīng)對(duì)市場(chǎng)爆發(fā)。
一、行業(yè)背景
全球算力浪潮推動(dòng)光模塊加速升級(jí)
人工智能、高性能計(jì)算與云服務(wù)的快速發(fā)展，正加速全球數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)換代。作為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部及互聯(lián)的“血管”，光模塊的傳輸速率正迅速?gòu)?400 G 邁向 800 G ——這一速率已逐漸成為主流，并加速向 1.6 T 乃至 3.2 T 演進(jìn)，以滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。
根據(jù) LightCounting 預(yù)測(cè)，全球以太網(wǎng)光模塊市場(chǎng)將在 2024 至 2029 年間保持約 22% 的年復(fù)合增長(zhǎng)率，預(yù)計(jì)到 2030 年市場(chǎng)規(guī)模將突破 350 億美元。AI 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為推動(dòng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵動(dòng)力——僅 2025 年第二季度，微軟、亞馬遜、meta 和谷歌四大云廠商的資本支出同比增長(zhǎng)近 70%，顯著拉動(dòng)了 800 G 及更高速率光模塊的需求。美國(guó)作為全球最大光模塊需求市場(chǎng)，占據(jù)約六成份額，其 AI 數(shù)據(jù)中心的持續(xù)投資進(jìn)一步加速了高端光模塊的應(yīng)用擴(kuò)展。
目前，全球主要高端光模塊仍以中國(guó)制造為主，并大量出口至美國(guó)市場(chǎng)，支撐其高速網(wǎng)絡(luò)部署。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，2024 年中國(guó)光模塊市場(chǎng)規(guī)模約為 606 億元，預(yù)計(jì) 2025 年將增至 670 億元。算力建設(shè)和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快，正推動(dòng)中國(guó)在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位進(jìn)一步上升。
二、核心挑戰(zhàn)
光纖耦合成為量產(chǎn)效率的關(guān)鍵瓶頸
在光模塊的眾多制造環(huán)節(jié)中，光纖耦合是決定最終性能與良率的關(guān)鍵微觀工藝。該過(guò)程要求將細(xì)如發(fā)絲的光纖端面，與光芯片在微米甚至納米級(jí)精度下精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)，直至實(shí)現(xiàn)光功率傳輸?shù)淖顑?yōu)點(diǎn)位。光模塊通常采用多通道結(jié)構(gòu)（如 4 通道、8 通道），每個(gè)通道都需獨(dú)立完成光纖耦合與功率測(cè)試。隨著通道數(shù)量的增加，耦合過(guò)程的復(fù)雜度與耗時(shí)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，給大規(guī)模量產(chǎn)帶來(lái)三大挑戰(zhàn)：
1、初始搜索靈敏度不足：
在耦合伊始，光信號(hào)極其微弱（可低至 μW 級(jí)），測(cè)量設(shè)備的探測(cè)靈敏度與響應(yīng)速度直接決定了“找到第一束光”的時(shí)間。
2、定位過(guò)程響應(yīng)遲緩：
從捕捉到信號(hào)到鎖定最大功率點(diǎn)的爬坡過(guò)程中，若設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力與換擋速度不足，會(huì)引入等待時(shí)間，拖慢整體生產(chǎn)節(jié)拍。
3、量產(chǎn)一致性與校準(zhǔn)溯源：
在批量生產(chǎn)中，確保成千上萬(wàn)個(gè)模塊的性能高度一致，要求測(cè)量系統(tǒng)本身具備極高的精度和可追溯的校準(zhǔn)能力。
三、解決方案
技術(shù)基石與服務(wù)支撐的雙軌體系
應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，需要的不只是單一的儀器，而是一套融合了高性能產(chǎn)品與高質(zhì)量服務(wù)的系統(tǒng)級(jí)響應(yīng)：
01、技術(shù)基石：高帶寬、高精度的測(cè)量系統(tǒng)
在高速光模塊的耦合與測(cè)試過(guò)程中，精確、快速的光功率測(cè)量是實(shí)現(xiàn)高效量產(chǎn)的關(guān)鍵。我們的解決方案以 Newport 2936-R 光功率計(jì)為核心，搭配 818-IR-L-FC/DB 探測(cè)器和廣受客戶歡迎的 918D-IS-IG 微型積分球探測(cè)器，構(gòu)建出一套高性能的測(cè)量系統(tǒng)，全面滿足多通道光模塊的耦合與功率控制需求。
2936-R 光功率計(jì)具備高達(dá) 400 kHz 的模擬帶寬，在光纖耦合過(guò)程中能夠快速響應(yīng)光功率的微小變化，實(shí)現(xiàn)從 1 nW 級(jí)“尋光”到 mW 級(jí)“定位” 的無(wú)縫切換，顯著縮短單次耦合時(shí)間，提升整體產(chǎn)線效率。其支持多通道擴(kuò)展，適配 4/8 通道光模塊的并行耦合需求，滿足未來(lái)更高密度光模塊的測(cè)試挑戰(zhàn)。
2937-
818-IR-L-FC/DB 探測(cè)器提供優(yōu)于 ±3% 的校準(zhǔn)準(zhǔn)確度，嚴(yán)格溯源至 NIST 國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，為光模塊量產(chǎn)過(guò)程中的功率一致性控制提供可靠保障。該探測(cè)器在低功率范圍（1 – 100 μW）內(nèi)具備極高靈敏度，能夠快速捕捉“第一束光”，隨后在高功率范圍（最高可達(dá) 10 mW）內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確定位。
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此外，918D-IS-IG 微型積分球探測(cè)器 采用對(duì)稱積分球設(shè)計(jì)，確保無(wú)論測(cè)量何種類型的光纖，均能實(shí)現(xiàn)最精確的校準(zhǔn)。其使用單個(gè) InGaAs 探測(cè)器，覆蓋 800 nm – 1650 nm 波長(zhǎng)范圍，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集成于帶有 DB15 接口的模塊中，全面兼容 Newport 新款功率計(jì)。雙端口設(shè)計(jì)提供更高的靈活性，支持多種光纖連接器適配器，廣泛應(yīng)用于多通道光模塊的耦合與測(cè)試環(huán)節(jié)。
2、服務(wù)支撐：貫穿產(chǎn)品生命周期的協(xié)同合作
領(lǐng)先的技術(shù)需要與之匹配的服務(wù)體系，才能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)釋放最大價(jià)值。
早期介入與聯(lián)合開(kāi)發(fā)：在客戶產(chǎn)品研發(fā)與試產(chǎn)階段提前介入，提供設(shè)備樣機(jī)與工藝驗(yàn)證，充當(dāng)客戶的“前期技術(shù)顧問(wèn)”，加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。
穩(wěn)定的供應(yīng)鏈與可靠交付：建立穩(wěn)健的全球供應(yīng)鏈體系和本地庫(kù)存，確保在客戶產(chǎn)能爬坡的關(guān)鍵時(shí)期，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速交付與部署。
本地化的專業(yè)工程支持：配備經(jīng)驗(yàn)豐富的本土應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)，提供從設(shè)備安裝調(diào)試、工藝參數(shù)優(yōu)化到產(chǎn)線問(wèn)題快速排查的全方位支持，為客戶穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護(hù)航。
四、應(yīng)用價(jià)值
從效率提升到戰(zhàn)略協(xié)同
該解決方案已成功部署多家行業(yè)領(lǐng)先客戶的實(shí)際生產(chǎn)，并在多個(gè)光模塊制造項(xiàng)目中得到驗(yàn)證，收貨切實(shí)價(jià)值：
1、生產(chǎn)效率顯著提升
單模塊耦合周期顯著縮短，設(shè)備利用率和產(chǎn)線吞吐能力顯著提高，直接加速了產(chǎn)能輸出，為產(chǎn)能擴(kuò)張?zhí)峁┯辛χ巍?/p>
2、產(chǎn)品良率與一致性優(yōu)化
高精度測(cè)量從根本上減少了因功率標(biāo)定不準(zhǔn)導(dǎo)致的性能離散，保證了批次產(chǎn)品卓越的一致性與可靠性，為大規(guī)模量產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
五、結(jié)語(yǔ)：共塑未來(lái)
面對(duì)光模塊技術(shù)日益精進(jìn)與市場(chǎng)需求的澎湃動(dòng)力，我們正持續(xù)將創(chuàng)新目光投向未來(lái)。新一代測(cè)量產(chǎn)品與制造解決方案已在深度研發(fā)中，旨在將“精度”與“速度”推向新的高度。
我們期待通過(guò)持續(xù)的技術(shù)引領(lǐng)與緊密的并肩協(xié)作，不僅助力客戶決勝于當(dāng)前市場(chǎng)，更致力于為其夯實(shí)量產(chǎn)根基，構(gòu)筑面向未來(lái)的持久競(jìng)爭(zhēng)力，攜手為行業(yè)開(kāi)啟下一輪增長(zhǎng)的無(wú)限可能。
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